基于Turbo碼的量子高斯密鑰分發(fā)的數(shù)據(jù)協(xié)調(diào).pdf

1、量子密鑰分發(fā)(Quantumkeydistribution，簡(jiǎn)稱QKD)是由量子力學(xué)和信息論相結(jié)合產(chǎn)生的一種保障通信安全的新學(xué)科。它是利用量子特性來(lái)得到或提高傳輸信息的保密性，其安全性不是基于計(jì)算的復(fù)雜性，而是植根于量子的基本特性，如海森堡測(cè)不準(zhǔn)原理、量子的不可克隆定理等來(lái)保護(hù)信息，進(jìn)而使傳輸消息的雙方實(shí)現(xiàn)無(wú)條件的安全通信。
　　 目前，QKD的理論實(shí)驗(yàn)及在實(shí)踐應(yīng)用中的發(fā)展十分迅速，已成為量子保密通信領(lǐng)域中研究熱點(diǎn)之一。其中包含

2、以單光子作為信息載體的離散變量QKD和以相干態(tài)光場(chǎng)等作為載體的連續(xù)變量QKD。這兩種模式中，公共授權(quán)信道上的數(shù)據(jù)協(xié)調(diào)都是實(shí)現(xiàn)最終安全通信不可或缺的重要環(huán)節(jié)。目前為止，大多數(shù)的研究者都在基于信道碼LDPC碼的基礎(chǔ)上完成QKD的數(shù)據(jù)糾錯(cuò)過(guò)程。相比于LDPC碼，Turbo碼也是一種接近香農(nóng)極限的高效信道碼，不需要構(gòu)建巨大的校驗(yàn)矩陣，大大節(jié)省了內(nèi)存的占用率，且編碼速率可通過(guò)Turbo碼本身的刪余器進(jìn)行調(diào)節(jié)。
　　 鑒于Turbo碼以上優(yōu)

3、點(diǎn)，本文提出了一種基于Turbo碼的單光子和連續(xù)變量QKD的協(xié)調(diào)方案。以目前常用的BB84協(xié)議為基礎(chǔ)，結(jié)合信道編碼的糾錯(cuò)能力，最終通過(guò)Turbo碼的迭代譯碼原理實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的逆向協(xié)調(diào)。
　　 本文主要研究工作如下:
　　 1)本文對(duì)在數(shù)據(jù)協(xié)調(diào)過(guò)程中用到的信道碼Turbo碼作了編譯碼方面的改進(jìn)。在編碼端提出一種采用線性卷積計(jì)算碼字的方法，并將其產(chǎn)生的校驗(yàn)信息通過(guò)刪余器進(jìn)行壓縮;在譯碼端，采用校驗(yàn)信息參與譯碼的方式恢復(fù)信息序列。

4、
　　 2)本文提出基于Turbo碼的離散變量（即單光子）和連續(xù)變量QKD的協(xié)調(diào)方案，并將其性能進(jìn)行分析研究，給出這種方案的具體協(xié)調(diào)指標(biāo)。該方案重點(diǎn)研究了針對(duì)連續(xù)變量的SEC(Slicederrorcorrection)協(xié)議和多電平編碼/多級(jí)譯碼的實(shí)現(xiàn)過(guò)程，以及針對(duì)連續(xù)變量軟輸入/軟輸出的級(jí)間迭代過(guò)程，最終使得通信雙方得到完全一致的密鑰信息。
　　 3)最后通過(guò)Matlab7.0平臺(tái)的實(shí)驗(yàn)仿真以及協(xié)調(diào)效率的計(jì)算分析，驗(yàn)證