GHZ态的多参数测量控制概率隐形传态

量子隐形传态大多都使用最大化纠缠态作为量子信道,但最大化纠缠资源只存在于理想情况下。研究了非最大化纠缠信道的量子隐形传态,基于非最大化纠缠GHZ态提出了一个新型的概率控制隐形传态方案。通过引入多参数通用测量,可以根据量子信道参数调整测量基参数,进而实现最佳的成功概率。加入了量子控制者,使方案具有更高的灵活性。该方案可以被扩展到接收者没有足够量子能力的半量子通信情况,进一步扩大了概率隐形传态的应用范围。     

基于量子隐形传态的水下传感器网络分级加密通信协议

针对水下传感器网络中通信信息安全性与水声信道通信特性的不足,提出了一种基于量子隐形传态的水下传感器网络分级加密通信协议.一级在水面基站与自由水下航行器之间,采用量子隐形传态实现两者之间共享量子密钥,利用纠缠关联空间非定域性保证其通信信息安全性;二级在水下节点到水下自由航行器之间,采用对称加密算法实现两者之间信息的加密传输,利用对称加密快捷的优点提高其通信信息效率.分别对量子攻击、经典攻击及通信效率这3个方面进行了分析,证明该协议能有效防止量子态截获、重构、替换等攻击.     

量子隐形传态原理及其MATLAB仿真

由于没有操纵量子比特的条件,MATLAB成为通信工程人员和在校学生学习量子通信基本原理的良好工具。文章给出了量子隐形传态的概念,分析了量子隐形传态原理。编写了量子隐形传态的仿真程序。给出了量子交换机仿真程序的核心部分代码。     

基于贝尔态的半量子安全直接通信协议

针对量子通信网络构建成本昂贵且效率低下的问题,基于贝尔态粒子和半量子理论,提出了一种易于实现的量子安全直接通信模型。首先,量子态的制备、Bell基测量等复杂操作交由拥有全部量子能力的服务端完成,用户端只需完成投影测量或者直接反射两种简单操作;其次,通信双方传输秘密信息前建立的量子信道以及提前共享的安全密钥,可以严格保障秘密信息不被泄露;最后,通过设计的编码规则,使得协议只使用较少量子资源就完成高效的秘密信息直接传输。通过计算可得,提出的量子安全直接通信模型粒子传输效率达到7.69%,安全模型分析表明了提出的通信模型在各种常见的攻击策略下都是安全可靠的。     

量子密钥分配的通信模型研究

本文通过引入量子测量信道的概念，并参照经典通信模型，首次为量子密钥分配建立了通信模型。量子密码中已提出的量子密钥分配协议可以统一地用本文提出的模型描述，模型的建立有利于量子密码的进一步研究和在通信网络中的应用。     

以最大slice态为信道的受控量子远程控制

利用三量子最大slice态作为量子信道,提出了单量子酉算子的受控远程执行的两个协议.首先,利用双向量子隐形传态(BQST),给出了一个任意单量子酉算子的受控隐形传输方案.结果 表明,通过非最大纠缠信道,发送者能够在遥远的接受者的量子系统上远程地执行一个任意单量子酉算子.如果发送者和控制者对各自量子执行恰当的投影测量,那...     

基于量子Calderbank-Shor-Steane纠错码的量子安全直接通信

量子安全直接通信是继量子密钥分配之后提出的又一重要量子密码协议,它要求通信双方在预先不需要建立共享密钥的情况下就可以实现消息的保密传输.给出了一个新的量子安全直接通信方案,该方案利用量子Calderbank-Shor-Steane(CSS)纠错码和未知量子态不可克隆等性质,方案的安全性建立在求解一般的线性码的译码问题是一个NP完全问题、Goppa码有快速的译码算法和量子图灵机不能有效求解NP完全问题的基础上.在协议中,发送方Alice把要发送的秘密消息转化为一一对应的错误向量,把错误向量加到其接收到的、Bob编码过的量子态上,并发给接收方Bob.Bob利用其私钥,通过测量、解码可以得到错误向量,并可以用相应的算法恢复出秘密消息.控制量子信道的攻击者Eve不能恢复出秘密消息,因其不知道Bob的密钥.与已有的量子安全直接通信方案相比,该方案不需要交换任何额外的经典信息和建立量子纠缠信道.     

量子态的概率隐形传态

利用多方控制代理的网络,提出了一个量子隐形传态多量子位的协议。协议中所使用的量子信道有别于已有协议中所使用的量子最大纠缠态。得到的研究结果是,只有在发送方和多方代理合作时,接受方才能得到概率隐形传态的量子信息。因为使用的量子信道是非最大纠缠态,所以该协议更具有实际意义。     

我国开启量子通信技术研究与产业化的新时代

量子通信技术对保障国家信息安全具有重要战略意义。10年来,我国量子通信研究发展迅速,取得一批重要原创成果。"金融信息量子通信验证网"的开通,对推动量子信息技术更好服务于经济社会发展产生了积极示范作用。首次成功实现百公里量级的自由空间量子纠缠分发和量子隐形传态,为量子通讯卫星的研制奠定了技术基础,《自然》杂志称这项技术"有望成为远距离量子通     

基于部分纠缠态的量子安全直接通信协议

提出一种新的带认证的三方量子安全直接通信协议。该方案利用共享的三粒子部分纠缠态和CNOT门来编码和译码,两方可同时向第三方传递秘密消息,共享的部分纠缠态可重复使用。在理想信道下,协议对于非相干攻击是安全的。该方案通过认证可以验证客户端身份的合法性,部分纠缠态在实际中容易制备和保存,能够实现两方同时跟第三方直接通信。     

CTC与网络编码的联合设计研究

Turbo码由于具有并行级联的特点,更易于与网络编码进行联合设计,迄今为止成为信道编码与网络编码联合设计领域的一个热点。在研究无线网络中物理层网络编码技术的基础上,提出了一种新型的物理层网络编码和信道编码的联合设计方案,即CTC码（卷积Turbo码）与网络编码的联合设计方案,该方案具有较小的译码时延,更强的纠错性能,对于移动台（MS）来说,不仅提高了码率,还比MS直接使用CTC编码的算法简单。仿真结果表明CTC-网络编码系统具有较强的纠错性能,更适合于各种恶劣环境下的通信。     

一种基于DSP强抗干扰无线通信

针对通信系统中信号容易被周围噪声污染的问题，提出了一种基于DSP强抗干扰无线通信。发送端信号经DSP处理后送入无线信道，接收端语音信号经DSP处理后得到原始语音信号。在语音处理时添加了抗噪声处理，压缩编解码和纠错编解码。极大地提高了抗噪声和自我修复能力。可用于不同场合的保密通信领域。     

Quantum image coding with a reference-frame-independent scheme

For binary images, or bit planes of non-binary images, we investigate the possibility of a quantum coding decodable by a receiver in the absence of reference frames shared with the emitter. Direct image coding with one qubit per pixel and non-aligned frames leads to decoding errors equivalent to a quantum bit-flip noise increasing with the misalignment. We show the feasibility of frame-invariant coding by using for each pixel a qubit pair prepared in one of two controlled entangled states. With just one common axis shared between the emitter and receiver, exact decoding for each pixel can be obtained by means of two two-outcome projective measurements operating separately on each qubit of the pair. With strictly no alignment information between the emitter and receiver, exact decoding can be obtained by means of a two-outcome projective measurement operating jointly on the qubit pair. In addition, the frame-invariant coding is shown much more resistant to quantum bit-flip noise compared to the direct non-invariant coding. For a cost per pixel of two (entangled) qubits instead of one, complete frame-invariant image coding and enhanced noise resistance are thus obtained.     

Turbo码及交织技术在WCDMA中的应用

文章首先介绍了信道编码的原理和WCDMA中的信道编码方案,然后详细分析了在WCDMA系统中Turbo码的编译码原理,最后根据不同数据传输速率的要求对WCDMA系统中交织器的模式和深度给出了相应的参数。     

解析量子密钥分配中量子LDPC码的应用

将BB84密钥分配协议看做一个Wire-tap的信道模型,其主信道为二进制对称信道,比特翻转率为025ε,窃听信道是二进制删除信道,删除概率为1-ε.通过量子LDPC编码方式,BB84编写实现主信道的安全通信,同时对BB84协议的安全性进行证明.最后,对Wire-tap信道的安全容量进行计算,最终得到BB84协议下量子LDPC码的可容忍误码率.     

Sequential, successive, and simultaneous decoders for entanglement-assisted classical communication

Bennett et al. showed that allowing shared entanglement between a sender and receiver before communication begins dramatically simplifies the theory of quantum channels, and these results suggest that it would be worthwhile to study other scenarios for entanglement-assisted classical communication. In this vein, the present paper makes several contributions to the theory of entanglement-assisted classical communication. First, we rephrase the Giovannetti–Lloyd–Maccone sequential decoding argument as a more general “packing lemma” and show that it gives an alternate way of achieving the entanglement-assisted classical capacity. Next, we show that a similar sequential decoder can achieve the Hsieh–Devetak–Winter region for entanglement-assisted classical communication over a multiple access channel. Third, we prove the existence of a quantum simultaneous decoder for entanglement-assisted classical communication over a multiple access channel with two senders. This result implies a solution of the quantum simultaneous decoding conjecture for unassisted classical communication over quantum multiple access channels with two senders, but the three-sender case still remains open (Sen recently and independently solved this unassisted two-sender case with a different technique). We then leverage this result to recover the known regions for unassisted and assisted quantum communication over a quantum multiple access channel, though our proof exploits a coherent quantum simultaneous decoder. Finally, we determine an achievable rate region for communication over an entanglement-assisted bosonic multiple access channel and compare it with the Yen-Shapiro outer bound for unassisted communication over the same channel.     

On the second-order asymptotics for entanglement-assisted communication

The entanglement-assisted classical capacity of a quantum channel is known to provide the formal quantum generalization of Shannon’s classical channel capacity theorem, in the sense that it admits a single-letter characterization in terms of the quantum mutual information and does not increase in the presence of a noiseless quantum feedback channel from receiver to sender. In this work, we investigate second-order asymptotics of the entanglement-assisted classical communication task. That is, we consider how quickly the rates of entanglement-assisted codes converge to the entanglement-assisted classical capacity of a channel as a function of the number of channel uses and the error tolerance. We define a quantum generalization of the mutual information variance of a channel in the entanglement-assisted setting. For covariant channels, we show that this quantity is equal to the channel dispersion and thus completely characterize the convergence toward the entanglement-assisted classical capacity when the number of channel uses increases. Our results also apply to entanglement-assisted quantum communication, due to the equivalence between entanglement-assisted classical and quantum communication established by the teleportation and super-dense coding protocols.     

基于QDP的蝶形量子网络编码方案

当前已有的蝶形量子网络方案多数只能完成量子态经公共信道进行交叉传输,并且为实现蝶形网络的量子态无损传输,通常需要消耗纠缠资源。结合量子直接传态方案中态传输的方法,提出一种在蝶形网络中传输任意已知单量子态的网络编码方案。利用处于基态的单粒子作为量子寄存器,实现每个接收节点均能同时接收到来自全部发送节点发送的不同量子态。整个通信过程不需要使用纠缠资源和测量操作,仅通过各节点执行相关酉操作即可完成通信。并且将该方案扩展至采用多种形式的量子态作为寄存器以及发送节点和接收节点个数更多的情况。