連續(xù)變量量子密鑰分發(fā)數(shù)據(jù)協(xié)商的研究.pdf

1、連續(xù)變量量子密鑰分發(fā)（CVQKD）因?yàn)榫哂辛孔有盘柸菀桩a(chǎn)生、測量方便，并且通信容量高等諸多優(yōu)勢，已經(jīng)成為量子密鑰分發(fā)中的研究熱點(diǎn)。然而由于量子信道存在噪聲以及CVQKD系統(tǒng)不理想，通信雙方的篩后密鑰間存在錯(cuò)誤。數(shù)據(jù)協(xié)商成為獲得高效CVQKD協(xié)議的關(guān)鍵。使用有效的信道編碼是實(shí)現(xiàn)高效CVQKD數(shù)據(jù)協(xié)商協(xié)議的手段。2007年，Arikan首次提出一種理論上可達(dá)到信道容量的極化碼（Polar碼），它具有低編譯碼復(fù)雜度，且可適用于信源和信道編碼。

2、
　　論文基于Polar碼研究連續(xù)變量量子密鑰分發(fā)的數(shù)據(jù)協(xié)商協(xié)議，具體工作如下：
　?。?）論文在多維協(xié)商算法基礎(chǔ)上，提出了一種基于Polar碼的多維協(xié)商協(xié)議。該協(xié)議分為多維協(xié)商和Polar碼糾錯(cuò)兩個(gè)模塊。在多維協(xié)議模塊中首先將原始長密鑰分成多組d維向量集合，然后對集合中的每組向量分別進(jìn)行歸一化、球面化和旋轉(zhuǎn)處理，獲得一系列二進(jìn)制密鑰串。在Polar碼糾錯(cuò)模塊，凍結(jié)位比特作為協(xié)商信息被發(fā)送到接收端。接收端接收到協(xié)商信息后利用

3、帶有邊信息的信道編碼模型進(jìn)行譯碼，最終得到一致密鑰。數(shù)值仿真驗(yàn)證了該協(xié)議的可行性，并且該協(xié)議比同等條件下基于LDPC碼的多維協(xié)商協(xié)議的效率更高。
　?。?）論文以吞吐量為CVQKD數(shù)據(jù)協(xié)商協(xié)議的指標(biāo)，提出了一種基于雙向糾錯(cuò)的高速連續(xù)變量數(shù)據(jù)協(xié)商協(xié)議。協(xié)議中通信雙方將各自篩后密鑰分為兩組，并行地對其中一組密鑰進(jìn)行編碼得到校驗(yàn)子，作為協(xié)商信息發(fā)送給對方；隨后，根據(jù)自己的另一組數(shù)據(jù)以及對方發(fā)送過來的校驗(yàn)信息進(jìn)行譯碼。仿真結(jié)果表明該協(xié)議能

4、將系統(tǒng)吞吐量提高為將近原來的2倍，并且對于密鑰長度更長的CVQKD系統(tǒng)，系統(tǒng)的吞吐量提高更多。
　?。?）論文在多級編碼調(diào)制技術(shù)（MLC）基礎(chǔ)上，提出了一種基于級聯(lián)Polar碼多級編碼的連續(xù)變量數(shù)據(jù)協(xié)商協(xié)議。該協(xié)議通過最優(yōu)量化或者均勻量化方法將連續(xù)變量離散化為多級二進(jìn)制數(shù)據(jù)，對每一級二進(jìn)制數(shù)據(jù)選用合適碼率的級聯(lián)Polar碼進(jìn)行編碼，發(fā)送校驗(yàn)信息給另一方，接收方利用多級譯碼算法（MSD）進(jìn)行譯碼得到最終的密鑰。仿真結(jié)果從誤比特率角度