發(fā)布時間：2017-12-22 13:25

  本文關鍵詞：基于GHZ態(tài)的無線量子通信網絡的研究　出處：《東南大學》2017年碩士論文　論文類型：學位論文

  更多相關文章： 無線量子通信網絡 部分糾纏GHZ態(tài) 多跳量子隱形傳態(tài) 量子路由協(xié)議

【摘要】：量子信息采用量子態(tài)作為傳輸信息的新型媒介,得到了國內外的廣泛關注。量子通信技術是當今量子信息的熱門研究領域之一。目前,量子隱形傳態(tài)被廣泛應用于量子通信的研究中。本文的研究主要針對基于部分糾纏GHZ態(tài)的無線量子通信網絡,提出了基于部分糾纏GHZ態(tài)的單跳和多跳的量子隱形傳態(tài)方案。在無線量子通信網絡的環(huán)境下,設計了一種基于Mesh結構的量子通信網絡模型,同時依據(jù)該網絡模型設計了適用于多跳量子隱形傳態(tài)的路由協(xié)議。首先,本文選取部分糾纏GHZ態(tài)構建量子信道,提出未知單粒子的單跳量子隱形傳態(tài)方案。在單跳量子隱形傳態(tài)方案中,通過在目的節(jié)點處引入輔助粒子,并利用一系列矩陣變換可以成功恢復出傳輸?shù)牧孔有畔�。接�?為了實現(xiàn)量子信息在量子通信網絡中成功進行遠距離傳輸,考慮多跳的量子隱形傳態(tài)方案。其中,先針對傳輸跳數(shù)為2的時候進行了推導分析�？梢园l(fā)現(xiàn),目的節(jié)點處未引入輔助粒子時,也可以以一定概率成功恢復出量子信息。在此分析的基礎上,本文緊接著提出了兩種不同的多跳量子隱形傳態(tài)方案。第一種方案未在目的節(jié)點處引入輔助粒子,當傳輸跳數(shù)為奇數(shù)時,量子信息傳輸成功的概率始終為0。第二種方案采取了單跳量子隱形傳態(tài)方案中的方法,在目的節(jié)點處引入了輔助粒子,無論傳輸跳數(shù)為奇數(shù)或者偶數(shù),量子信息傳輸成功的概率都得到了提高。然后,考慮到量子信息往往需要在量子通信網絡中進行傳輸,提出了適用于多跳量子通信網絡的模型。該模型借鑒了傳統(tǒng)的無線Mesh骨干網結構,是一種分層式的網絡結構,采用雙信道模式,網絡中具有無線經典信道和量子信道。該分層式模型能夠良好地應用于無線量子通信網絡。本文除了具體分析了該網絡模型的特征外,還選取部分糾纏GHZ態(tài)作為量子信道,提出了該網絡模型對應的量子路由協(xié)議。該路由協(xié)議在建立量子路由的過程時,也同時建立了節(jié)點與目的節(jié)點之間的直接量子信道。最終,源節(jié)點和目的節(jié)點之間建立了直接的量子信道,這樣源節(jié)點可以直接傳輸測量數(shù)據(jù)至目的節(jié)點。此時,相比于傳統(tǒng)的路由協(xié)議,該協(xié)議不需要逐跳打開數(shù)據(jù)包,進行量子測量并放入測量結果,減少了傳輸?shù)臅r延。最后針對上述量子路由協(xié)議進行了仿真和分析。本文具體分析并推導了量子信道的建立過程。隨后,結合具體的實例,從路由請求和路由應答兩方面分析了路由協(xié)議。此外,通過具體的仿真實例,分析了在無線量子Mesh骨干網網絡中量子信息多跳隱形傳態(tài)的成功概率,可以驗證上述所提的多跳隱形傳態(tài)方案的可行性。
【學位授予單位】：東南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：O413;TN918

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本文編號：1319690