一個(gè)用于量子通信的高壓驅(qū)動(dòng)與信號(hào)編碼模塊.pdf

1、從上個(gè)世紀(jì)80年代開(kāi)始，一門嶄新的富有活力的學(xué)科——量子信息學(xué)誕生了，它是量子力學(xué)，信息學(xué)，計(jì)算機(jī)科學(xué)相結(jié)合的產(chǎn)物，主要包括了量子通信和量子計(jì)算兩個(gè)方面。
　　 量子計(jì)算是采用量子算法，使用量子計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)學(xué)運(yùn)算，信息處理。由于量子計(jì)算機(jī)遵循量子力學(xué)的規(guī)律，它擁有經(jīng)典計(jì)算機(jī)所無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)。量子通信則是采用量子態(tài)作為信息傳輸?shù)妮d體，可以實(shí)現(xiàn)安全有效的傳輸。其安全性是由量子力學(xué)基本定理之一的不可克隆定理保證了的，這種安全性能夠經(jīng)得

2、起任何攻擊，并且量子密碼系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)并不需要量子計(jì)算機(jī)。因此各個(gè)國(guó)家及其研究部門對(duì)其非常重視，使得量子通信這個(gè)領(lǐng)域無(wú)論是在理論方向還是在實(shí)驗(yàn)方向均高速發(fā)展。
　　 本論文首先介紹了量子密鑰分發(fā)的幾個(gè)協(xié)議，主要包括：BB84協(xié)議，B92協(xié)議，誘騙態(tài)協(xié)議，以及容錯(cuò)量子密鑰分配和具體實(shí)驗(yàn)裝置。
　　 接著本論文將介紹中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)物理電子學(xué)所研制的一個(gè)高壓驅(qū)動(dòng)及編碼模塊，介紹了它的總體設(shè)計(jì)方案，各個(gè)組成部分以及測(cè)試結(jié)果。高壓驅(qū)

3、動(dòng)及編碼模塊主要由隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生和控制部分，串口通信部分和高壓驅(qū)動(dòng)部分組成。高壓驅(qū)動(dòng)及編碼模塊的核心是復(fù)雜可編程邏輯器件(Complex Programmable LogicDevice)，它接受量子隨機(jī)數(shù)發(fā)生器Quantis—OEM—4M發(fā)來(lái)的隨機(jī)數(shù)，產(chǎn)生0，1比例由閾值N決定的0，1比特序列發(fā)送給編碼模塊，同時(shí)產(chǎn)生相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)發(fā)送給高壓驅(qū)動(dòng)部分用來(lái)產(chǎn)生高壓脈沖。串口通信部分的核心部分為單片機(jī)，它通過(guò)單片機(jī)與PC的通用接口RS232通信

4、，接受PC發(fā)送的閾值N，并將閾值N發(fā)送給CPLD。高壓驅(qū)動(dòng)部分則產(chǎn)生控制信號(hào)HiTrig驅(qū)動(dòng)HV1000 Pulser，并利用LoTrig信號(hào)控制MOSFET開(kāi)關(guān)，從而達(dá)到對(duì)HV1000 Pulser的高壓輸出信號(hào)進(jìn)行整形的目的。
　　 然后本論文將簡(jiǎn)要介紹高壓驅(qū)動(dòng)及編碼模塊的測(cè)量結(jié)果，可以看到隨著閾值N的改變，高壓驅(qū)動(dòng)信號(hào)的0，1比例將發(fā)生改變，高壓驅(qū)動(dòng)信號(hào)的上升沿小于100ns，滿足系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需要。
　　 最后本論文