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<正>我国实现16千米自由空间量子态隐形传输中国科学技术大学和清华大学合作,成功实现了16千米自由空间量子态隐形传输,这个距离是目前量子态隐形传输世界纪录的20多倍。该实验首次验证了在自由空间进行远距离量子态隐形传输的可行性,向全球化量子通信网络的最终     

弱测量理论对三能级量子态共享的保真度分析

量子态共享是量子密码学研究中的一个重要分支,而纠缠态分发是实现量子态共享方案的必要手段.噪声环境会导致量子纠缠态产生退相干,从而降低量子态共享方案的性能甚至出现失败的情况.基于三能级量子系统下三方量子态共享方案,研究了振幅阻尼信道在4种不同配置下量子态共享的保真度问题.为提升共享量子态的保真度,采用量子弱测量方法对振幅阻尼噪声信道中纠缠态的分发进行保护,得到在量子弱测量方法辅助下振幅阻尼信道中量子态共享的保真度.最后,以特定形式的量子态为例,分析了在4种不同配置的振幅阻尼信道中量子弱测量方法对共享量子态保真度的改善效果.通过仿真实验表明,量子弱测量方法只对振幅阻尼信道中2种不同配置下的量子态共享保真度有改善作用,而对其他2种配置下量子态共享的保真度没有明显的改善效果,甚至会产生相反的效果.     

自旋链上的量子态传输特性研究

利用平均保真度的概念研究含杂质三量子位自旋链上编码量子态的传输特性。结果表明,通过对信息接收者所拥有的量子位施加相应的局域逻辑操作,或通过施加合适强度的外磁场,都可以使量子态传输的平均保真度达到最大值1。     

电离层E层对星地量子密钥分发特性的影响

研究了采用3种不同波长信号进行通信时电离层E层对星地量子密钥分发系统特性的影响。首先，建立了电离层E层的传输模型，并得到了电离层E层的链路衰减计算式；分析了太阳天顶角和信号传输距离对3种波长信号链路衰减的影响。通过仿真实验分析了信道容量、纠缠保真度、量子误码率以及安全密钥率随太阳天顶角和信号传输距离的变化关系。结果表明，在实际应用中，为了获得较好的量子通信特性，推荐使用短波长量子信号，并尽量避免在中午前后传输量子信号。     

雾霾天气下DAML空间相干光通信系统的研究

大气湍流引起的折射率起伏会导致光信号的振幅和相位发生随机波动,同时日益严重的城市雾霾现象带来的系统性能降低问题也不可忽视.基于湍流相位波动和激光器相位噪声的缓慢时变特性,本文提出了将DAML相位估计算法应用到空间相干光通信系统中来提高系统性能,并推导了在大气湍流、激光器相位噪声以及各种天气状况衰减效应影响下,针对DQPSK信号的DAML相位估计系统的误码率,最后重点分析了在雾、霾天气条件下该系统的传输距离限制和波长选择特性.仿真结果表明:湍流相位波动造成的信噪比损失低于0.1 d B;在雾和霾天气下,相较于传统的OOK IM/DD FSO通信系统,DAML相位估计系统在不同的大气湍流环境中至少有500 m的传输距离优势;在霾和薄雾天气,传输波长为1 550 nm的DAML系统比波长为850 nm的系统的性能更优,但在能见度低于200 m的浓雾天气,系统性能基本与波长选择无关.     

任意未知三维二粒子态的短距离量子隐形传态

为克服长距离量子隐形传态方案中局域操作受限,且易受环境干扰影响通信质量的缺陷,利用1个三维Bell态和1个处于基态的辅助粒子作为量子信道,提出一个任意未知三维二粒子态的短距离量子隐形传态新方案．在该方案中,发送方和接收方除共享三维Bell态外,还必须预先共享1个辅助粒子．发送者对辅助粒子执行量子门运算后,需对其Bell粒子和未知量子系统进行联合测量,并向接收者发送该测量的经典信息．结果表明,接收者以100%的概率将自己拥有的Bell粒子与辅助粒子的量子态转换成被发送者摧毁的未知量子态的精确复制品．本方案传输距离短、承载信息量大、耗费纠缠资源少,在诸如芯片的固态器件上的量子隐形传态有很好的应用前景．     

无限维量子系统上的保真度

研究了无限维量子系统上保真度的问题.首先,利用量子保真度无限维版本的Uhlmann定理,获得了在无限维量子系统上关于量子保真度的强凹性、联合凹性和凹性等性质.其次,给出纠缠保真度与其量子态纯化选择无关的一个初等证明.最后,讨论了纠缠保真度与系综平均保真度之间的关系,得出系综平均保真度是纠缠保真度的一个上界.     

采用改进暗通道先验算法的高速公路能见度检测

为提升高速公路雾天能见度检测精度,考虑大气透光强度、透射率、大气消光系数和图像中某点到摄影机的实际距离,通过能见度检测原理改进现有的暗通道先验算法。首先结合矩形区域测距和实际场景物体大小来解决高速公路二维场景到三维场景重构的问题,并利用K-means聚类的方法,并找出聚类后的视频图像中分界线的最小景深点,结合所构建的测距模型得到该点到摄像机的实际距离。其次通过发现传统暗通道先验理论在求取大气透光强度方面的不足,提出了基于图像分割的局部熵法来求取大气透光强度,再利用暗通道先验理论求出透射率,然后由能见度检测原理计算出能见度。最后,根据日兰高速公路K113+000处雾天下的视频图像,对改进暗通道先验算法与传统暗通道先验算法进行实验对比,并以能见度检测仪的检测结果为参照。结果表明：当实际能见度为100 m左右时,改进算法检测的平均相对误差(MRE)为6.25%,比传统算法减小了2.38%;当实际能见度为150 m左右时,改进算法检测的MRE为6.17%,比传统算法减小了3.06%;当实际能见度为200 m左右时,改进算法检测的MRE为5.71%,比传统算法的减小了3.41%。随着光照强度的增...     

噪声背景下多用户量子信令传送保真度分析

为了研究噪声背景下多用户量子信令的传送保真度问题,给出了信令保真度的定义和传送方式,分析了信令传送成功率与纠缠度的关系,建立了保真度的计算模型,最后进行了仿真研究。结果表明,多用户量子信令传送成功率与量子信道的纠缠度密切相关,环境噪声对信道纠缠度的干扰限制了信令传送的距离和效率,在传送成功率与纠缠度之间存在指数变化规律。随着信令输出样本数的增大,信令保真度逐渐收敛。因此,为了确保量子信令的精确传送,必须根据通信距离适当调整信令输出样本数。     

矿井超宽带通信系统中单脉冲波形特性分析

为探讨矿井超宽带（UWB）通信系统中适用的单脉冲波形问题，将混合模型应用到矿井UWB系统中，得出在200m矿井隧道内，UWB系统损耗模型可以采用自由空间传播模型．在此前提下，针对无载波2PAMUWB系统，仿真分析了不同每件下数据速率与距离的关系，以此对单脉冲进行了特性分析，结果表明：发射功率一定时，在相同数据速率下，一阶高斯比五阶高斯单脉冲可以传输更远的距离；脉宽增加时，在同样的数据速率下，距离也随之增加；对于一阶高斯渡形，增加发射功率到3．8mW时，在20Mbps下，传输距离可以达到110m.