基于W態(tài)的無線蜂窩結(jié)構(gòu)量子通信網(wǎng)絡(luò)研究.pdf

1、隨著量子信息技術(shù)的迅猛發(fā)展，限于點對點間的量子通信研究已經(jīng)不能滿足未來量子通信網(wǎng)絡(luò)的需求，如何構(gòu)建高性能、高效的多跳量子通信網(wǎng)絡(luò)逐漸成為研究熱點。
　　本文提出了無線蜂窩結(jié)構(gòu)量子通信網(wǎng)絡(luò)模型，該網(wǎng)絡(luò)由兩種節(jié)點和三種鏈路構(gòu)成:兩種節(jié)點包括普通通信節(jié)點和關(guān)鍵節(jié)點，三種鏈路包括發(fā)送糾纏粒子的鏈路、糾纏粒子對構(gòu)建的量子鏈路和經(jīng)典無線鏈路，其中關(guān)鍵節(jié)點具備糾纏粒子分發(fā)功能。通信節(jié)點間通過共享糾纏粒子對形成量子信道。本論文主要針對由W態(tài)和EP

2、R粒子對構(gòu)成的量子信道進行研究，對該類型量子信道的多跳傳輸特性進行分析，并利用改進型量子搜索算法選出關(guān)鍵節(jié)點。
　　本文首先先簡單介紹了量子通信相關(guān)的量子力學(xué)基礎(chǔ)知識和基本運算，例如量子比特、量子系統(tǒng)、張量積計算等等。這些概念和運算方法是后面深入理解并推導(dǎo)量子隱形傳態(tài)新方案的理論基礎(chǔ)。還詳細介紹了常用的量子門，它們是構(gòu)建量子線路的基本元素。最后簡單介紹了量子并行性，它是量子搜索算法優(yōu)于普通算法的關(guān)鍵所在。
　　然后基于W態(tài)組

3、合EPR粒子對構(gòu)建的量子信道，提出了一種新型隱形傳態(tài)方案。通過數(shù)學(xué)歸納法推導(dǎo)驗證了此方案多跳隱形傳態(tài)的可行性，并計算了此方案傳輸成功的概率。與雙W態(tài)方案相比較，W態(tài)聯(lián)合EPR粒子對隱形傳態(tài)方案的傳輸成功概率有一定程度的提高。
　　最后提出了蜂窩結(jié)構(gòu)無線量子通信網(wǎng)絡(luò)模型，并介紹了適用于優(yōu)化問題的改進型量子搜索算法用于求解關(guān)鍵節(jié)點位置。本文將此網(wǎng)絡(luò)模型的構(gòu)建問題抽象為0-1背包問題，并采用改進型量子搜索算法來選取出這些關(guān)鍵節(jié)點。在對優(yōu)