卫星通信中量子安全协议的研究

随着信息安全需求的不断增长,卫星通信技术在量子安全通信中的应用备受关注。文中旨在深入探讨卫星通信中的量子安全协议,并强调了技术性和专业性。首先,介绍了量子通信的基础知识,包括量子通信概述和量子密钥分发协议。其次,概述了卫星通信技术及其应用,包括卫星通信系统的概览和卫星通信在安全通信中的应用。然后,详细讨论了卫星通信中的量子安全协议,包括BB84协议在卫星通信中的实现、E91协议及其卫星通信应用以及基于量子密钥分发的卫星通信方案。此外,对量子卫星通信的安全性进行了评估,并提出了卫星通信与地面站协同工作的优化策略。最后,总结了研究的主要发现,并指出了未来的研究方向。     

基于ASON的量子通信网络构建和量子交换机设计

在目前量子通信技术的基础上,将自动交换光网络核心思想引入量子通信网络中,提出一个传输面与控制面相分离的三层量子通信网络模型和基于该模型的量子交换机结构,并给出了作为实现量子交换机关键技术的基于纠缠的量子交换方案。研究结果表明,该网络模型对于未来大规模量子通信系统的构建具有十分重要的意义。     

通信保密技术的革命——量子保密通信技术综述

量子保密通信技术由于其具有严格意义上的安全性,得到各国政府及相关研究机构的广泛关注,并在近年来取得突破性进展。简述了量子力学基本原理、量子密钥分发的经典理论方案及具体实现技术;总结了国内外量子密钥分发技术发展的现状和水平;分析了量子保密通信存在的问题并展望了未来的发展趋势。     

量子保密通信应用服务体系研究

基于量子密钥分发（quantum key distribution,QKD）的量子保密通信能够应对量子计算带来的安全挑战,现已进入产业规模应用阶段。然而,受QKD网络架构及服务能力的制约,现有体制无法满足未来量子保密通信在业务多样化、用户规模化、应用泛在化等方面的发展需求。针对此问题,提出量子保密通信应用服务体系架构模型及机制,实现量子密钥的统一管理并支持各类用户设备及业务应用以各种方式灵活、安全地获取量子密钥。该系统通过引入量子安全服务层将QKD网络与上层应用解耦,有效协调了QKD网络发展与保密通信业务发展两个方面,有利于促进量子保密通信大规模应用落地。     

量子明文直传通信

量子明文直传通信方案是建立在量子力学基础上的一种新型量子通信方案.它可以确定性地直接传输明文,与需要事先分发量子密钥才能通信的量子密钥分发协议相比,更接近传统通信方式,因此成为近年来量子通信研究的热点问题.综述了目前量子明文直传通信的发展情况和最新成果,介绍了基于各种量子原理的典型量子直接通信方案,并对各方案进行分析比较,接着简要介绍了量子明文直传通信的实验研究情况,最后对将来的研究方向进行了总结和展望.     

自由空间量子密钥分发控制系统的FPGA设计

在量子保密通信蓬勃发展的今天,基于自由空间的量子密钥分发是一个重要的研究方向。它将在未来全球量子通信网络中扮演重要的角色。介绍了自由空间量子密钥分发控制系统中的电子学设计,选用Xilinx公司的VirtexII-Pro系列芯片,使用内部的PowerPC405嵌入式硬核加上功能逻辑模块实现最终量子密钥的提取和外围电路的控制,提高了全系统的集成度和可靠性。该设计成功应用于白天1公里量子密钥分发实验,成码率大于1.5Kbps。     

基于两级偏振分光镜的量子信令纯化方案

为解决量子信令在远距离传输过程中的纯化中继问题,提出了基于两级偏振分光镜的纠缠纯化方案。采用三个偏振分光镜构建方案,第一级含一个偏振分光镜,第二级有两个偏振分光镜,让混合态的量子信令纠缠态通过两级偏振分光镜后,会产生一对新的纠缠态,继而用新的纠缠态来替代原来的混合态,最终实现纯化的目的。对每一种输入态进行分析验证,结果表明,所提出的纠缠纯化方案可以有效的实现量子信令的纯化,具有很好的应用性和操作性。该方案的研究对未来量子通信中信令的传输具有一定的技术参考作用。     

同小区内基于纠缠度计算的量子移动通信越区切换算法

量子通信具有绝对安全、保密的优势,将量子通信与传统移动通信二者的优点相结合,构造安全、保密、灵活、高效的量子移动通信系统是未来移动通信的发展方向,关于量子移动通信越区切换的研究目前尚未展开。为了解决量子移动通信系统的越区切换问题,提出了基于纠缠度计算的量子越区切换算法。根据用户位置的变化情况,首先定义了量子移动终端与量子基站天线之间的纠缠度,然后分析了影响该纠缠度的各种因素,最后对移动用户在各扇区之间的切换进行了深入分析和计算。研究结果表明,本文所提出的基于纠缠度计算的量子越区切换算法具有很好的可操作性和可实现性。本文对于构建未来量子移动通信系统及其标准的制定有着重要的技术支撑作用。     

量子纠缠信令传输损伤模型及修复策略研究

为了建立量子纠缠信令在自由空间传输时的损伤模型,提出了信令传输损伤度与传输距离的关系,给出了量子信令的中继方案和信令损伤修复策略。仿真结果表明,在收、发两端望远镜的孔径数值、传输因子和载体光子的波长三个参数一定的情况下,传输损伤度与距离、定位损耗密切相关,定位损耗的变化对信令传输损伤度影响很小。因此,影响信令传输损伤度的主要因素是通信距离,量子信令在自由空间的远距离传送需要增加中继器。     

差分相移量子密钥分发研究进展

量子密钥分发被认为是实现保密通信的理想方法。本文综述了差分相移量子密钥分发的研究进展。重点介绍差分相移量子密钥分发协议的原理和针对在不同攻击策略下的安全性讨论。概述量子密钥分发当前应用情况,最后对量子密钥分发技术的前景进行了展望。     

基于APD参数建模的单光子探测研究

单光子探测技术对于量子密钥分配乃至量子通信有重要的意义。针对单光子雪崩光电二极管（SPADs）的单光子量子效率（SPQE）,提出了一种严格的数学模型。模型适用于工作波长为1.3和1.5um的In052Al048As、InP倍增层和In052Al048As-InP异质结倍增层的SPADs。模型作为器件结构、工作电压、倍增层材料的函数,可用来优化SPQE,进而评估和优化盖革模式下APDs的性能。     

基于保真度的量子信令纠缠交换最佳交换速率

为了解决量子信令交换的最佳交换速率问题,提出了基于保真度的量子信令纠缠交换最佳交换速率算法。根据量子信令纠缠交换方案,分析了由量子混合态组成的信令保真度。针对单输入单输出系统（SISO）和多输入多输出系统（MIMO）,讨论了影响量子信令交换速率的各种因素,计算得出最佳交换速率。仿真结果表明,在保真度为97%时,最佳交换速率为100qubit/s,该指标完全能够满足量子通信对信令交换的要求,对于构建未来量子通信系统有着重要的技术支撑作用。     

Overview of quantum key distribution metropolitan optical networking technology

Quantum key distribution is a basic implementation technology of quantum communication,which provides a secure key distribution method.With the maturity and development of point-to-point quantum key distribution technology,multi-point to multi-point quantum key distribution networking has become a trend of development in the future.How to construct a multi-point to multi-point quantum key distribution network is currently urgent problem.The architecture of QKD-MON was proposed,the key problems and corresponding strategies in QKD-MON were discussed,the applications of QKD-MON in various scenes were studied,and finally the future development direction and challenges were discussed.The QKD network architecture proposed can efficiently implement QKD between multiple points and provide key resources for the customer flexibly.     

光纤信道中量子信令的传输损伤及修复策略

通过计算错误量子态与总量子态的比值,引入误态率的概念,分析产生误态的原因,建立量子信令传输损伤模型。通过采用量子中继和全光纤偏振控制器,提出一种量子态均衡策略。分析该策略对损伤模型的影响,对量子态在光纤传输过程中的损耗和色散进行补偿。仿真结果表明,本策略可以降低误态率,增加量子信令传输误态率低于3%阈值时的有效传输距离。     

量子保密术和保密通信

基于量子物理原理的量子密码术已被证明是保密通信中密钥安全分配的有效手段．本文介绍了量子密码的基本原理，探讨了实现量子密码的几种方案，并研究了各自的密钥分配机制．还讨论了量子密码通信的历史发展和指出现存在的问题以及未来的发展前景。     

基于EPR纠缠对的量子保密通信技术探讨

本文详细分析了量子密码系统与经典密码系统的区别,以及量子保密通信的发展历程和研究的必要性,并对3个基本量子密钥分发协议进行了描述;重点对EPR协议进行了分析和推导,介绍了相关的量子理论基础,研究了量子保密通信中的量子密钥分发的具体实现过程和量子身份认证的必要性,提出这两部分是量子保密通信系统的必要组成部分,并对量子保密通信技术现状和研究方向进行了探讨,为量子保密通信系统的设计提供参考.     

量子通信的安全性分析

目前量子密钥分发（QKD）已成为量子通信应用研究的一个主要方向,越来越多的研究证明,一些QKD协议具有完全保密性,但是能由此得到量子密码系统甚至量子通信是完全保密的结论吗？量子通信保密还需要量子加解密技术吗？论文重点对量子通信安全性和量子通信保密的解决方案进行了详细分析和探讨。