基于高斯調(diào)制的連續(xù)變量量子通信的研究.pdf

1、量子通信理論是量子信息學(xué)的核心內(nèi)容之一。它的出現(xiàn)為信息的安全傳輸開辟了一種全新的思路，為密碼科學(xué)和通信科學(xué)帶來(lái)了新的活力。自BB84協(xié)議被提出以來(lái)，無(wú)論是離散變量還是連續(xù)變量的量子通信，在理論和實(shí)驗(yàn)上都取得了許多的重要的研究成果。同時(shí)這些成果顯示出了量子通信的巨大的應(yīng)用前景和商業(yè)價(jià)值，吸引了世界各國(guó)政府投入了大量人力資源進(jìn)行進(jìn)一步的研究。雖然連續(xù)變量量子通信技術(shù)相比于離散變量量子通信技術(shù)來(lái)說出現(xiàn)較晚，但它卻具有很明顯的后發(fā)優(yōu)勢(shì)。其利用經(jīng)

2、典光源，如用相干光作為信號(hào)源，具有實(shí)現(xiàn)成本低，并且容易集成等優(yōu)點(diǎn)。本文詳細(xì)闡述了高斯調(diào)制的連續(xù)變量量子通信過程，對(duì)其中的安全密鑰產(chǎn)生率進(jìn)行了詳細(xì)的研究，并對(duì)該通信方案下的安全性進(jìn)行了深入的分析和討論。主要研究?jī)?nèi)容有以下兩個(gè)方面:
　　(1)闡述了對(duì)稱配置下的連續(xù)變量量子通信過程的方案相比較一般的通信方案具有一定的優(yōu)勢(shì)。基于測(cè)量設(shè)備無(wú)關(guān)來(lái)提高Alice和Bob之間的互信息量。隨后，利用相關(guān)的測(cè)量理論和量子信息論得出基于糾纏表象下的理

3、論安全密鑰產(chǎn)生率。同時(shí)結(jié)合量子態(tài)的協(xié)方差矩陣的表征方法，詳細(xì)說明了通信雙方以及竊聽者經(jīng)過測(cè)量前后所得到的條件協(xié)方差矩陣的推導(dǎo)過程。并利用矩陣的辛本征值與Von Neumann熵的關(guān)系最終計(jì)算得出連續(xù)變量量子安全密鑰產(chǎn)生率的理論表達(dá)式。
　　(2)針對(duì)對(duì)稱配置下的連續(xù)變量量子通信系統(tǒng)進(jìn)行了安全性分析。根據(jù)關(guān)聯(lián)參數(shù)與物理環(huán)境之間的關(guān)系對(duì)攻擊類型進(jìn)行適當(dāng)?shù)胤诸?，通過數(shù)值模擬的方法得出最佳的攻擊方法，并給出最佳攻擊方法下的安全密鑰產(chǎn)生率。