遠(yuǎn)距離量子密鑰分發(fā)系統(tǒng)的相關(guān)研究.pdf

1、量子信息物理學(xué)是量子物理與信息學(xué)相結(jié)合產(chǎn)生的交叉學(xué)科，在信息處理的能力上具有經(jīng)典信息學(xué)無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)。量子密鑰分發(fā)方案(QKD)由物理學(xué)保證密鑰分配的安全性，解決了經(jīng)典密碼學(xué)中如何進(jìn)行密鑰擴(kuò)展的重要問(wèn)題。量子密鑰分發(fā)是量子信息學(xué)科中最貼近于實(shí)用化的一個(gè)發(fā)展方向，
　　 量子密鑰分發(fā)技術(shù)在理論與實(shí)驗(yàn)領(lǐng)域得到廣泛的研究，其現(xiàn)實(shí)安全性在基于誘騙態(tài)的方案的提出后得到廣泛認(rèn)可。目前，量子密鑰分發(fā)已經(jīng)成為一門(mén)成熟的學(xué)科，并正在逐步由理論發(fā)展

2、、實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)走向工程化實(shí)驗(yàn)階段。經(jīng)典通信中廣泛使用的光纖信道具有極好的光學(xué)性質(zhì)，適合用作量子密鑰分發(fā)系統(tǒng)的信道，目前國(guó)際上量子密鑰分發(fā)系統(tǒng)絕大多數(shù)采用光纖作為量子態(tài)傳輸信道。
　　 本論文針對(duì)基于光纖的遠(yuǎn)程量子密鑰分發(fā)系統(tǒng)中所需要解決的問(wèn)題進(jìn)行了相關(guān)研究，報(bào)道了本人參與的相關(guān)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、分析及研究結(jié)果。論文中分析了基于誘騙態(tài)的量子密鑰分發(fā)方案，針對(duì)不同需求的情形進(jìn)行優(yōu)化；設(shè)計(jì)了量子密鑰分發(fā)系統(tǒng)的系統(tǒng)構(gòu)架、光學(xué)及物理結(jié)構(gòu)，討論系統(tǒng)工

3、作流程與需要注意的事項(xiàng)；設(shè)計(jì)了量子密鑰分發(fā)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理流程，介紹了常用的認(rèn)證、糾錯(cuò)、隱私放大等后處理的具體實(shí)現(xiàn)方案，并發(fā)展了基于LDPC糾錯(cuò)編碼的碼率兼容糾錯(cuò)方案。我們建設(shè)了基于相位編碼方案的量子密鑰分發(fā)系統(tǒng)，利用可信中繼方式組成鏈狀網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)了世界首個(gè)量子電話網(wǎng)；我們建設(shè)了基于偏振方案的量子密鑰分發(fā)系統(tǒng)，采用全光路由的組網(wǎng)方式建設(shè)了點(diǎn)對(duì)點(diǎn)保密的城域量子密鑰分發(fā)網(wǎng)絡(luò)。通過(guò)對(duì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的優(yōu)化，我們實(shí)現(xiàn)了200km的遠(yuǎn)距離量子密鑰分發(fā)；在基