基于光纖的量子密鑰分發(fā)系統(tǒng)中的偏振控制算法研究.pdf

1、量子保密通信是在理論上被證明具有絕對安全性的通信方式，而量子密鑰分發(fā)是目前量子通信中研究最為深入、應用最為廣泛的一種方案。歷經將近三十年的發(fā)展，量子密鑰分發(fā)逐漸由理論走向實用。本文以基于偏振編碼方案的量子密鑰分發(fā)實驗系統(tǒng)為基礎，著重研究了量子密鑰分發(fā)過程中光偏振態(tài)自動控制算法，提升了通信過程的穩(wěn)定性和可靠性。
　　本文首先論述了量子通信和量子密鑰分發(fā)的基本概念、發(fā)展現狀及研究前景，介紹了量子通信的無條件安全性所依托的物理理論，詳細

2、闡述了量子密鑰分發(fā)的主流協議方案：BB84協議和B92協議。根據論文研究內容，引入了光偏振基礎理論知識以及光偏振態(tài)的幾種典型表示方法，簡單介紹了偏振控制器的控制機理及其基本分類。
　　論文利用光偏振態(tài)的瓊斯矢量表示法和邦加球圖示法對擠壓光纖式偏振控制器進行了建模分析，介紹了傳統(tǒng)遺傳算法的基本工作流程，對其在光偏振控制中的應用進行了仿真，闡述了其不足。在此基礎上提出了基于分治策略的改進型遺傳算法并利用模擬退火算法對所選最優(yōu)解進行后處

3、理，通過仿真確定了改進型遺傳算法的幾個重要參數，仿真結果顯示采樣值變化的平滑度和克服過早收斂的能力上均有所提高。
　　講述了基于偏振編碼的B92協議量子密鑰分發(fā)實驗平臺系統(tǒng)的詳細結構，并對系統(tǒng)的工作流程進行說明；描繪了量子密鑰分發(fā)接收方自動偏振控制模塊圖，并對部分重要模塊細節(jié)實現作了較為詳細的闡述。依據改進型遺傳算法，對量子密鑰分發(fā)的自動偏振控制方案進行重新規(guī)劃，并完成了算法到實際應用的映射。在此基礎上，闡述偏振自動反饋方案實施流