量子多址信道下信道容量和多用戶檢測方法研究.pdf

1、以量子力學為基礎的量子信息學為信息科學和技術的變革提供了新的物理基礎，為信息科學的發(fā)展提供了新的原理和方法。量子多址信道容量為多用戶量子信息傳輸?shù)於嘶A，量子多用戶檢測技術為量子多用戶通信的實現(xiàn)提供保障。本文研究量子多址信道下的信道容量和多用戶檢測問題。 量子信息論的一個最基本問題是在限定的可利用資源條件下的信息傳輸效率問題。與經(jīng)典情況不同，量子信息論中存在著兩種效率，分別取決于所要傳輸?shù)男畔⑿再|。一種是用量子態(tài)傳送常規(guī)數(shù)字序

2、列，即用量子手段傳輸經(jīng)典信息；另一種是直接傳送量子態(tài)，這時量子態(tài)對發(fā)送者而言是未知的，即用量子手段傳輸量子信息。信息傳輸?shù)男蕷w結為信道中傳輸?shù)谋忍芈?，即信道容量。根?jù)量子信道上傳輸?shù)牧孔討B(tài)，對應于所傳輸?shù)氖墙?jīng)典信息和量子信息，其容量定義為經(jīng)典容量和量子容量。本文在比特翻轉和退極化量子多用戶通信系統(tǒng)模型基礎上，從理論上推導出比特翻轉信道和退極化信道的經(jīng)典容量和量子容量，并對這兩種容量進行對比分析。 量子多用戶檢測是量子多用戶通信

3、中一個至關重要的環(huán)節(jié)，其中量子檢測算法是其核心。量子平方根檢測(SRM)算法是量子通信中常用的一種檢測算法，它屬于量子POVM檢測。在檢測量子態(tài)具有對稱性的情況下，SRM算法能以較低的計算復雜度接近量子最佳貝葉斯檢測算法的性能，且適用于混合量子態(tài)的檢測。本文首先在無噪量子多用戶通信模型基礎上，分析了基于最佳貝葉斯檢測和量子平方根檢測的多用檢測方案。然后在含退極化噪聲模型的量子多址信道下，分別依據(jù)量子平方根檢測算法和最小平方檢測，對退極化