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基于相位调制偏振编码的QKD系统的偏振补偿技术

卢非  
【摘要】:随着信息技术的飞速发展,信息安全与通信保密日益突出与重要。量子保密通信是量子力学和密码技术相结合的产物,是基于量子力学测不准原理和单量子态不可克隆定理发展起来的一种新型保密通信技术,在理论和实验上已被证明是绝对安全、不可破译的。由于其绝对安全性,量子保密通信在军事、外交、通信、电子商务等领域有广泛的应用前景。然而在光子的传输过程中时,由于外界环境的变化,随机地改变了光子的偏振性和相位特性。虽然在较短的距离上这种影响是微乎其微的,但在进行长距离传输时却不可忽略,这对于量子保密通信的使用增加了误码率,限制了通讯距离。 本文分析了现有的量子保密通信系统的偏振补偿技术,提出一种基于相位调制偏振编码的量子保密通信系统,并对这套系统的偏振补偿原理进行了分析,最后设计了实验系统对理论分析进行了验证 本文共分五章,具体内容安排如下: 第一章:简要介绍了经典保密通信存在的问题,量子保密通信起源,发展以及现在的研究进展; 第二章:介绍了现在的量子保密通信系统中进行偏振补偿的技术,并对存在的问题进行了分析; 第三章:详细讨论了基于相位调制偏振编码的量子保密通信系统。利用光学矩阵在理论上分析了四态量子编码解码以及通信过程,并对其用于偏振补偿的原理进行了分析; 第四章:设计了基于相位调制偏振编码的量子保密通信系统的关健部件-相位偏振控制器,在实验上验证了相位调制器的特性,以及利用相位偏振控制器得到各种偏振态,实验得到很好的结果; 第五章:对本文进行了总结,并对以后的发展进行了展望。


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