城市环境自由空间连续变量量子密钥分发实验研究

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摘要

第1章量子密钥分发概述

1．1密码学简述

1．2 BB84协议

1．3连续变量协议

第2章高斯量子信息基础

2．1 经典信息论基本公式

2．1．1 香农熵

2．1．2冯·诺伊曼熵

2．1．3 Holevo界

2．2相空间与正则分量

2．2．1 辛矩阵

2．2．2正则分量

2．2．3协方差矩阵与高斯态

2．3高斯操作

2．3．1 单模态

2．3．2 双模态

2．3．3其他高斯操作

2．4本章小结

第3章连续变量QKD安全性分析

3．1 独立攻击

3．2联合攻击

3．3一般攻击

3．4实际安全性

3．4．1 额外噪声来源

3．4．2针对探测器的攻击

3．4．3针对本振光的攻击

3．4．4针对光源和调制的攻击

3．4．5有限码长统计涨落

3．5数据协商

3．6本章小结

第4章自由空间连续变量QKD实验

4．1 连续变量QKD实验研究概述

4．2透镜对高斯光斑的变换

4．3单维度调制协议

4．4偏振编码原理

4．4．1 斯托克斯参量的定义

4．4．2斯托克斯参量的测量

4．4．3电光调制器

4．4．4 零差检测

4．5 实验光路

4．5．1 发送端

4．5．2接收端

4．6 实验结果

4．6．1 器件性能测试

4．6．2 光斑行为

4．6．3 QKD参数

4．7误差分析与讨论

4．7．1 光源强度和偏振涨落

4．7．2波片和偏振分束器非理想

4．7．3探测器功率响应

4．7．4其他因素

4．8本章小结

第5章自由空间连续变量QKD的环境影响研究

5．1 自由空间连续变量QKD概述

5．2实验原理与装置

5．3数据采集方法

5．3．1 数据发送

5．3．2寻找上升沿

5．3．3数据同步

5．4实验结果

5．4．1 辅助脉冲的性能

5．4．2天气的影响

5．5本章小结

第6章总结与展望

参考文献

致谢

在读期间发表的学术论文与取得的研究成果