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《西安电子科技大学》 2015年
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量子多用户通信网络中的交换技术研究

刘子君  
【摘要】:量子通信是一门使量子力学理论基础与信息科学相融合而产生的新型交叉学科。它具有理论上的无条件安全性。随着点到点量子通信实验的成功,量子网络更深一步的发展已经日益成为科研工作者们关注的问题。然而由于量子独有的特性导致量子中继与量子路由器实现困难,进而导致量子多用户通信网络的交换技术存在问题,并且这些难题的解决需要采用与经典通信网络不同的技术方案。本文主要研究与讨论的问题就是量子多用户通信网络中所采用的交换技术。论文首先介绍了量子通信基本概念以及国内外发展现状,并说明了量子通信网络的研究现状与发展前景。之后阐述了量子通信的理论基础,包括量子力学基本假设、量子力学基本特性、量子信息基本概念以及量子密钥分发。其中量子力学的五条基本假设是支持量子力学理论的根基;量子力学的基本特性中包括了海森堡不确定原理以及单量子不可克隆定理等,它们是量子通信可以无条件安全的原因;量子信息是将量子力学融入经典通信中,提出量子比特以及量子逻辑门;量子密钥分发是目前研究时间最长、最接近实用的量子通信方式,其通信协议主要包括BB84协议以及B92协议等。在此之后,我们对量子通信网络的交换技术进行了研究。首先描述了量子通信网络的体系结构,包括量子通信网络构架以及网络中的多址技术;其次,我们介绍了目前量子通信网络中最为常用的空分交换技术,以及适用于小规模用户互联的波分交换技术与基于量子交换门的交换技术;最后,在经典通信中光突发交换的基础上,重点提出了一种光量子突发交换技术,并给出其结构框图,对其网络中的输入/输出边缘节点、核心节点的功能进行了详细地阐述,并在第三章最后,简要介绍了经典-量子信道复用技术中的较远波长隔离方案与同波段传输方案,用以解决光量子突发交换网络中经典信道与量子信道不易复用的问题。在这之后,介绍了量子交换机的结构与改进。首先建立了一个控制与传输相分离的三层量子通信网络模型,基于此模型,给出了量子交换机结构框图与实现示意图;之后介绍了量子交换机的控制部分,给出交换控制程序的设计与实现,并通过在呼叫连接模块中加入身份认证功能,对量子交换的安全性机进行了改进,对改进后的量子交换机的性能进行了一定的分析。论文最后,对所做工作进行了总结,并且对光量子突发交换以及量子交换机在未来的发展提出了展望。
【学位授予单位】:西安电子科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TN918;O413

【参考文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 张忠理;基于BB84协议相位编码的量子密钥分发系统研究与实现[D];西安电子科技大学;2012年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 曹正文;刘佳;冯晓毅;邓雨晨;白亚波;;基于最小二乘法的相位编码QKD中的主动相位补偿[J];光电子.激光;2014年05期
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1 郝辉;量子保密通信系统及交换技术研究[D];西安电子科技大学;2013年
2 刘佳;相位编码QKD中的相位补偿方法研究[D];西北大学;2014年
3 王建民;量子通信网络架构及分布式仿真研究[D];西安电子科技大学;2014年
4 曹鑫;基于Fredkin门的光量子交换及量子通信组网的研究[D];西安电子科技大学;2014年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 徐坤,周光涛,伍剑,林金桐;基于LiNbO_3光波导调制器高速光码型调制技术的比较[J];北京邮电大学学报;2004年04期
2 邵进,吴令安;用单光子偏振态的量子密码通信实验[J];量子光学学报;1995年01期
中国重要报纸全文数据库 前1条
1 郭路;[N];人民邮电;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 高晶亮;量子密钥分发的研究与实现[D];西安电子科技大学;2011年
2 张玮;基于BB84协议的量子通信实验平台的研究与实现[D];西安电子科技大学;2009年
3 高颀;一种量子保密通信系统关键技术的研究与实现[D];西安电子科技大学;2010年
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中国期刊全文数据库 前10条
1 单欣;孙献平;罗军;詹明生;;自由空间量子通信实验研究与进展[J];自然科学进展;2006年02期
2 李飞;乐建新;周锐;陆军;;量子交换机与结合量子通信与经典通信的新模式[J];甘肃联合大学学报(自然科学版);2009年01期
3 ;量子与量子通信[J];计算机与信息技术;2010年06期
4 ;科学家发现“无痕截获”量子通信方法[J];光机电信息;2010年09期
5 李林洋;卢晓波;潘岳;;量子通信的发展概况[J];工业设计;2011年04期
6 茹加;王峰;;远距离量子通信实验研究——迈出我国实用化量子通信网络发展第一步[J];中国科学院院刊;2012年02期
7 ;我国开启量子通信技术研究与产业化的新时代[J];软件;2012年08期
8 程立波;;关于量子通信及其关键问题的研究[J];科技创业家;2012年13期
9 冯骥;冯江源;;中国量子通信与产业化[J];高科技与产业化;2013年10期
10 陈芳烈;;超越时空的量子通信[J];百科知识;2007年14期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 陈志元;冯世栋;;量子通信技术及其军事应用分析[A];2010通信理论与技术新发展——第十五届全国青年通信学术会议论文集(上册)[C];2010年
2 潘建伟;;量子计算和量子通信的光学实现——现状和未来[A];中国光学学会2006年学术大会论文摘要集[C];2006年
3 许娟;;量子通信的基本原理和研究进展[A];全国第十三次光纤通信暨第十四届集成光学学术会议论文集[C];2007年
4 张光宇;赵双;朱智涵;;空间量子通信偏振跟踪理论和实验研究[A];鲁豫赣黑苏五省光学(激光)学会2011学术年会论文摘要集[C];2011年
5 卢利锋;赵东来;马乐;;量子通信技术研究及在实际系统应用分析[A];2012年电力通信管理暨智能电网通信技术论坛论文集[C];2013年
6 任小强;陈金鹰;;基于安全有效的量子通信技术的研究[A];四川省通信学会2013年学术年会论文集[C];2013年
7 程立南;闻传花;;空间量子通信[A];全国第十二次光纤通信暨第十三届集成光学学术会议论文集[C];2005年
8 张光宇;王川;王婉莹;郝亮;刘洋;马晛;龙桂鲁;;空间量子通信实验系统研究[A];第十三届全国量子光学学术报告会论文摘要集[C];2008年
9 胡志强;胡前进;;量子通信在海洋军事领域中的应用探讨[A];2014第二届中国指挥控制大会论文集(下)[C];2014年
10 乔熔岩;朱诗兵;杨晟;;二粒子纠缠系统的量子通信仿真[A];全国第三届信号和智能信息处理与应用学术交流会专刊[C];2009年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 记者 魏东;让量子通信技术为百姓带来实惠[N];科技日报;2010年
2 记者 汪永安;世界首个规模化量子通信网合肥开工[N];安徽日报;2010年
3 记者 黄堃;量子通信也可能被无痕窃听[N];新华每日电讯;2010年
4 本报记者 祝蕾;济南企业牵头承担“十二五”863计划量子通信技术专项[N];济南日报;2010年
5 冯骞 本报特约通讯员 陈枫;量子通信:划时代的崭新技术[N];解放军报;2011年
6 记者 许蓓蓓;合肥建成世界首个规模化量子通信网[N];安徽日报;2012年
7 记者 李陈续;中国量子通信成果入选《自然》十大新闻[N];光明日报;2013年
8 记者 刘石磊;量子通信:中国团队再破难关[N];新华每日电讯;2013年
9 刘石磊;量子通信还远吗?[N];光明日报;2013年
10 记者 房永珍;“诡异”的量子通信让窃听成为历史[N];北京科技报;2014年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 阎毅;自由空间量子通信若干问题研究[D];西安电子科技大学;2009年
2 沈奇;量子通信中的精密时间测量技术研究[D];中国科学技术大学;2013年
3 杨彬;自由空间量子通信技术的实验研究[D];中国科学技术大学;2013年
4 陈杰;实用化量子通信系统及其关键技术的研究[D];华东师范大学;2010年
5 金贤敏;远程量子通信的实验研究[D];中国科学技术大学;2008年
6 韩超;远程量子通信的理论研究[D];中国科学技术大学;2006年
7 张军;远距离量子通信[D];中国科学技术大学;2007年
8 彭建;量子通信实验系统中若干关键问题的研究[D];北京邮电大学;2009年
9 胡元峰;自由空间量子通信实验中远程光符合的电子学系统研制[D];中国科学技术大学;2007年
10 权东晓;量子通信协议研究[D];西安电子科技大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王潮泽;基于FPGA的星上量子实验控制单元的研究与实现[D];宁波大学;2015年
2 曹蕾;量子实验卫星有效载荷管理与数据处理单元的研究与实现[D];宁波大学;2015年
3 刘子君;量子多用户通信网络中的交换技术研究[D];西安电子科技大学;2015年
4 张德伟;量子通信在私有信息检索中的应用研究[D];西安电子科技大学;2014年
5 郑凯;空间量子通信中偏振跟踪技术研究[D];哈尔滨理工大学;2009年
6 乾春燕;量子通信网络及其协议研究与实现[D];西安电子科技大学;2008年
7 钟波;基于自由空间的量子通信算法研究[D];宁波大学;2012年
8 曹锟;仿真技术在量子通信教学中的研究与应用[D];重庆师范大学;2015年
9 赵楠;自由空间量子通信信道的研究[D];西安电子科技大学;2008年
10 王朋朋;多方量子通信协议研究[D];吉首大学;2012年
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