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

1、隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，尤其是全球通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的建成，使得通信雙方可以非常容易、便捷地進(jìn)行信息的交流。同時(shí)信息的安全性越來(lái)越受到人們的重視。量子密鑰分發(fā)基于量子力學(xué)的基本原理（海森堡不確定性原理和量子不可克隆定理等），在密鑰傳輸過(guò)程中任何第三方的竊聽行為都能夠被檢測(cè)出來(lái)，從而使得合法通信雙方在異地共享一組無(wú)條件的安全密鑰。將該密鑰用于一次一密(one-time-pad)中，可以實(shí)現(xiàn)雙方的保密通信。
　　1984年Charles H

2、.Bennett和Gilles Brassard提出了第一個(gè)量子密鑰分發(fā)協(xié)議(BB84協(xié)議)以后，量子密鑰分發(fā)得到了廣泛關(guān)注，在理論和實(shí)驗(yàn)上都取得了快速的發(fā)展。
　　與離散變量量子密鑰分發(fā)相比，連續(xù)變量量子密鑰分發(fā)需要的測(cè)量設(shè)備簡(jiǎn)單，能夠較好地兼容于現(xiàn)有的無(wú)源光通信網(wǎng)絡(luò)。并且對(duì)于較短的傳輸距離，通信雙方能夠得到較大的安全密鑰速率。數(shù)據(jù)協(xié)調(diào)是量子密鑰分發(fā)過(guò)程中非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。其協(xié)調(diào)效率的大小直接影響著最終的安全密鑰速率。因此本論

3、文主要對(duì)連續(xù)變量量子密鑰分發(fā)的數(shù)據(jù)協(xié)調(diào)過(guò)程展開研究。
　　本論文主要內(nèi)容和創(chuàng)新點(diǎn)如下:
　　1.提出了一種長(zhǎng)碼長(zhǎng)Low-Density Parity-Check(LDPC)碼的構(gòu)造方案。采用離散密度進(jìn)化和差分進(jìn)化算法得到了不規(guī)則LDPC碼最優(yōu)的度分布。使用不同構(gòu)造方法獲得LDPC碼并對(duì)其譯碼性能和構(gòu)造校驗(yàn)矩陣消耗的時(shí)間進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)在碼率較低的情況下，可以采用隨機(jī)構(gòu)造方法構(gòu)造長(zhǎng)碼長(zhǎng)LDPC碼的校驗(yàn)矩陣。然而在碼率較高的情況下

4、，直接構(gòu)造長(zhǎng)碼的校驗(yàn)矩陣則非常困難，因此我們首先使用隨機(jī)構(gòu)造法或者PEG算法構(gòu)造一個(gè)基矩陣，然后再通過(guò)準(zhǔn)循環(huán)擴(kuò)展的方法得到長(zhǎng)碼長(zhǎng)LDPC碼的校驗(yàn)矩陣。通過(guò)以上方法，可以得到碼長(zhǎng)為106高糾錯(cuò)性能的LDPC碼。
　　2.在信噪比大于1的情況下，實(shí)現(xiàn)了高效的數(shù)據(jù)協(xié)調(diào)，協(xié)調(diào)效率可達(dá)95％以上。在樣條數(shù)據(jù)協(xié)調(diào)過(guò)程中，文中對(duì)量化效率和糾錯(cuò)效率分別做了詳細(xì)的研究。選用等間隔量化區(qū)間對(duì)連續(xù)變量進(jìn)行量化，量化效率可達(dá)99.4％以上。將碼長(zhǎng)為106