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量子保密通信系统优化及量子逻辑门研究

作　者: 周国梁
导　师: 桑新柱
学　校: 北京邮电大学
专　业: 光学工程
关键词: 量子保密通信优化脉冲参数量子逻辑门光子晶体耦合谐振光波导量子比特
分类号: O431.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

量子信息是新兴的研究领域,它为当代的计算机、通信研究指引了一个新的方向,并将在信息技术的发展中占据越来越重要的地位。论文对量子信息中的量子保密通信系统及量子逻辑门进行了研究。量子保密通信系统以量子力学中的基本定理为基石,可以提供绝对的信息安全。量子逻辑门是实现量子信息处理的功能器件。本论文的工作主要分为两部分：对量子保密通信系统的性能进行了优化；对量子逻辑门的构建及控制方法进行了研究。本论文的主要工作如下：1.首先,根据一定的保密通信协议对量子保密通信系统进行了分析,研究了系统中的连接方式、探测器等的性能；在此基础上对系统中噪声的产生原因,尤其是信号传输过程中脉冲的参数、光纤的影响等进行了深入研究,给出了量子保密通信系统的优化组合方案；而后利用Matlab编写程序,对优化的系统性能进行了仿真验证。2.分析了不同量子逻辑门及量子比特的特点；在此基础上,通过对光子晶体进行灵活的结构设计和掺杂等方式,可以制成耦合谐振光波导,以构建多种不同的量子逻辑门；最后,讨论了利用不同要素进行量子状态调控的方法并进行了数值模拟。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-8
第一章绪论  8-17
  1.1 量子保密通信概述  8-11
    1.1.1 量子保密通信出现的背景  8-9
    1.1.2 量子保密通信的研究现状  9-10
    1.1.3 量子保密通信系统优化的必要性  10-11
  1.2 量子逻辑门概述  11-14
    1.2.1 量子逻辑门研究的背景  11-12
    1.2.2 量子逻辑门的研究现状  12-14
  1.3 本论文的主要工作  14-15
  参考文献  15-17
第二章量子保密通信系统及影响因素  17-28
  2.1 量子保密通信系统介绍  17-23
    2.1.1 理论依据  17-19
    2.1.2 量子保密通信系统的几种方案  19-22
    2.1.3 基于EPR协议的量子保密通信系统  22-23
  2.2 量子保密通信系统的影响因素  23-27
    2.2.1 脉冲的频率纠缠  23-24
    2.2.2.脉冲的能量  24
    2.2.3.脉冲的宽度  24-27
  参考文献  27-28
第三章量子保密通信系统的优化分析  28-35
  3.1 脉冲宽度的影响及优化  28-30
  3.2 脉冲能量的影响及优化  30-31
  3.3 脉冲频率纠缠的影响及优化  31-32
  3.4 探测器的几种选择  32-33
  3.5 小结  33-34
  参考文献  34-35
第四章耦合谐振光波导实现量子逻辑门  35-50
  4.1 量子逻辑门和耦合谐振光波导  35-41
    4.1.1 量子逻辑门的类型  35-38
    4.1.2 耦合谐振光波导  38-41
  4.2 利用耦合谐振光波导实现量子逻辑门的建立与分析  41-48
    4.2.1 量子门的建立  41-42
    4.2.2 实现量子门的分析  42-48
  4.3 小结  48-49
  参考文献  49-50
第五章论文工作总结及展望  50-51
致谢  51-52
攻读学位期间发表的学术论文目录  52

量子保密通信系统优化及量子逻辑门研究

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