连续变量

摘要： 地铁调度网络作为地铁运营系统的重要组成部分,是实现地铁系统中列车调度、实时监控和紧急通信等作业顺利进行的基础。针对地铁调度网络中调度信息的安全传输问题,提出一种基于量子通信技术的地铁调度信息的加密过程,以期实现调度信息的无条件安全传输,从而提升地铁系统中列车调度、实时监控和紧急通信等业务的安全性和保密性,保障广大乘客人身安全。考虑成本、数据规模以及量子系统与现有网络和器件的融合性,拟在地铁调度网络中采用增量部署和星型组网的方式开展基于连续变量的量子通信,分析其在集体攻击下的安全性。以深圳地铁10号线为例,设计一种基于CV-QKD技术的地铁量子调度网络。基于实际线路数据,计算部分站点之间通信的安全密钥率。仿真结果表明,连续变量量子通信能满足深圳地铁10号线全线的数据加密需求,并且有能力实现更远通信距离的调度信息安全传输。在通信距离较短的情况下,系统可使用较大的发送端信号方差或在接收端使用外差检测来实现更高的安全密钥率。相反,在长距离通信的情况下,接收端使用零差检测是性价比更高的选择。

摘要： 量子计算机在解决某些复杂问题方面具有经典计算机无法比拟的优势.实现大规模量子计算需建立具有通用性、可扩展性和容错性的硬件平台.连续变量光学系统具有独特的优势,是实现大规模量子计算的一种可行途径,近年来受到了广泛关注.基于测量的连续变量量子计算通过对大规模高斯簇态(cluster态)的测量和测量结果的前馈来实现计算,为实现量子计算提供了一条可行的途径.量子纠错是量子计算和量子通信中保护量子信息的重要环节.本文简要介绍了基于cluster态的单向量子计算、基于光学薛定谔猫态的量子计算和连续变量量子纠错的基本原理和研究进展,并讨论了连续变量量子计算面临的问题和挑战.

摘要： 连续变量量子隐形传态在实际的量子通信中起着至关重要的作用.然而,实际环境的噪声与损耗会导致量子纠缠的退化,极大地影响系统的传输性能,尤其是降低系统的传输距离,阻碍其实际应用.本文提出了无噪线性放大的连续变量量子隐形传态方案,利用无噪线性放大器对退化的纠缠源进行放大,从而补偿光纤损耗信道对纠缠源的衰减影响,提升系统的性能.本文详细分析了不同损耗信道和纠缠源情况下,无噪线性放大器的增益系数选取范围以及不同增益对方案性能的影响.仿真结果表明,本文提出的方案相比于原方案,在保真度和传输距离方面都有较大的提升.该研究结果为长距离连续变量量子隐形传态的实际应用提供了一种切实有效的方法.

摘要： 由于离散调制连续变量测量设备无关量子密钥分发方案与高效纠错码具有良好的兼容性,因此即使在低信噪比条件下,也具备较高的协商效率,并且其实现条件相比于高斯调制方案更加简单.然而,实验中常用的零差探测器的量子效率仅为0.6,这会严重影响离散调制连续变量测量设备无关量子密钥分发方案的实际应用性能.鉴于此,本文提出基于实际探测器补偿的离散调制连续变量测量设备无关量子密钥分发方案,即在该方案中对两条量子信道的输出端各采用一个相位敏感放大器用于补偿相对应的实际零差探测器.仿真结果表明采用相位敏感放大器能够很好地补偿实际零差探测器的量子效率,有效提升基于实际探测器的离散调制连续变量测量设备无关量子密钥分发方案的密钥率和安全传输距离,为推动离散调制连续变量测量设备无关量子密钥分发方案的实用化发展提供了一个有效而实用的方法.

摘要： 量子密钥分发融合经典通信方案将连续变量量子密钥分发和经典通信合并到了一起,为将来在现有的光网络上同时进行密钥分发和经典通信提供了一个有效的方法.然而,在量子信号上叠加一个经典信号将会给连续变量量子密钥分发系统引入过噪声从而大大降低系统的性能.本文提出基于光前置放大器的量子密钥分发融合经典通信方案,即在接收端插入光前置放大器来提升系统的性能.首先,在相同比特误码率条件下,光前置放大器对信号的放大能够降低对发送端经典信号调制振幅的要求,从而降低经典信号对量子信号的噪声影响;其次,光前置放大器能够补偿接收端探测器的不完美;再次,对于本地本振光的情形,放大器还能放大弱相位参考脉冲,从而降低参考脉冲散粒噪声带来的相位过噪声.在实际可达到的系统参数下,数值仿真结果表明本文提出的方案相比于原方案在安全密钥率和传输距离上都有很好的提升.这些结果表明本方案为量子密钥分发融合经典通信方案的进一步发展和实际应用提供了一个十分有效而实用的方法.

摘要： 在孤立的两体复合系统中,讨论其中一体的变化如何影响另一体的状态,有助于了解单粒子混合态与纯态的关系.本文讨论5个孤立的一维类氢原子模型系统,原子核的质量互不相同.这5个两体(电子与原子核)复合系统的相对运动状态都处于纠缠态,其中电子状态都用约化密度矩阵表示的混合态描述.在原子核质量趋近无穷大的一维氢原子模型中,电子处于纯态.为比较这里的纯态和混合态,在位置表象中计算了这些混合态的纯度、它们分别与纯态的保真度、以及所有这些态的相干性.研究表明,原子核的质量越大,纯度和保真度越接近1,混合态的相干性与纯态的也越接近.这样的纯态及其相干性可以是这种混合态及其相干性的近似,并与原子核及库仑相互作用有关.

摘要： 在实际的连续变量量子密钥分发系统中,接收端模数转换器的有限采样带宽会导致脉冲峰值采样结果不准确,从而使参数估计过程产生误差,给窃听者留下了安全性漏洞.针对这个问题,本文提出一种基于峰值补偿的连续变量量子密钥分发方案,利用高斯脉冲的基本特性来估计每个脉冲的最大采样值与脉冲峰值之间的偏差,从而对该采样值进行峰值补偿,使系统得到正确的采样结果.本文详细分析了有限采样带宽对系统安全性的影响,阐述了峰值补偿的具体步骤,并讨论了峰值补偿前后系统估计的过噪声差别,及其在高斯集体攻击下的安全性.仿真实验结果表明,该方案能准确找到每个脉冲的峰值,纠正系统的参数估计误差.与不采用峰值补偿的方案相比,本方案消除了系统重复频率对密钥比特率的限制,具有更长的安全传输距离和更高的密钥比特率.

摘要： 块平均参考相位估计算法能够有效降低连续变量量子密钥分发的相位补偿噪声方差.为了使块平均参考相位估计算法的性能达到最优,根据相位漂移变化的数学模型,从理论上分析了该算法的均方误差特性,并得到最优的块长度取值.仿真结果表明:最优相位估计可使系统的相位补偿噪声方差降低72％,从而最大化提升安全密钥的成码距离.

摘要： 连续变量量子密钥分发能够为合法通信双方提供信息理论上无条件安全的密钥,在信息安全领域有着广泛的应用前景,其中数据后处理单元是连续变量量子密钥分发系统中不可或缺的组成部分.首先阐述了连续变量量子密钥分发数据后处理的两个子过程(数据协调和私密放大)在系统中的重要作用及其对系统的影响;然后阐述了两个子过程的基本原理、主要方案和相关研究进展;最后讨论了数据后处理未来的技术发展路线.

摘要： 集成光学芯片技术的快速发展,对量子密钥分发设备的商用起到了促进作用,因而有必要研究一种务实的量子密钥分发所用的芯片器件发展路径.分析了用量子密钥分发的集成光学芯片的学术界和工业界研究进展,重点介绍了基于硅基光电子平台和三五族光电子平台上的相关研究进展,并对量子密钥分发被集成光学芯片技术赋能后的产品形态给出了观点.

摘要： 提出了一个使用现有技术攻击实际连续变量量子密钥分发系统的方案,称之为零差探测器致盲攻击.这种攻击方法利用了零差探测器的一般性漏洞:攻击者可以通过在信号输入口发送强光脉冲造成探测器电子器件饱和.虽然在之前的工作已经提出通过探测器饱和来攻击连续变量量子密钥分发系统,但是在本文中研究的攻击方案具有额外的优点,攻击光源不需要与零差探测器锁相并且攻击方案简易可行.研究表明,在某些条件下,攻击者可以使用与零差探测器不相干的简单激光器来产生强脉冲来干扰零差探测器的结果,从而操控过噪声的估测,导致连续变量量子密钥分发系统的实际安全性被完全破坏.该攻击完全可以使用现有的技术来实现,结果表明了强光致盲攻击同样可以对连续变量系统安全造成破坏.最后,讨论了如何防御这种类型的攻击.

摘要： 现有的量子网络编码方案都是离散变量的方案.与离散变量量子系统相比,连续变量量子系统具有设备成本低、通信效率高的优点.本文分别基于连续变量量子近似操作和预共享纠缠态,首次提出了连续变量量子网络编码方案,利用连续变量的性质提高了网络吞吐量.

摘要： 随着嵌入式系统复杂度的增加，使用传统的离散事件的建模工具已经无法满足人们日益增长的需求。提出了一种带连续变量的Statecharts的建模方法和其Statechart项的表示形式，同时给出了其操作语义。最后以一个逃生控制系统为例，说明如何使用带连续变量的Statecharts对嵌入式系统进行建模与分析。

摘要： 该文建立了具有连续变量的非线性差分方程。y(t)-p(t)y(t-τ)+f(t，y(t-σ)，…，y(t-σ))=0振动的充分条件。

摘要： 为了求解连续变量问题的全局最优解，提出了改进模拟退火法。

摘要： 本文建立计及网络约束的机组组合的模型,同时考虑了机组的爬坡,起停时间等约束。将模型分为离散变量和连续变量,对模型进行求解,采用改进的灵敏度方法对越限进行调整。用IEEE24母线系统对算法进行验证,结果证明结果的正确性。

摘要： 为建立能处理离散事件和连续变量的理论框架,提出了多种混合系统的模型.在此基础上,对混合Petri网的结构特性给出了确切的定义,并给出了一些相应的判定方法.利用这些结论,可对混合Petri网模拟的混合系统进行结构分析.

摘要： 首先给出了混合系统的常规结构和表达式，并引入ECPNs用以完成混合系统的建模型。ECPNs.主要引入了动态颜色、动态变迁和动态库所概念，并给出正式定义，这使得混合系统中连续变量和离散事件的建模型通过标识的数量和数值统一于ECPNs之中。最后用实例说明如何用ECPNs完成混合系统建模。

摘要： 对连续变量优化问题的遗传算法，该文定义了实数值接操作的杂交、突变规则，并指出此规则与传统的二进制编码的共同点和差异。该文通过三个非线性优化问题的算例，证实该算法适应性强、操作简便，可较好地逼近全局最优解，并在机械优化设计中子以应用，取得较好的效果。

摘要： 本发明提供了一种基于连续随机测量基的连续变量量子密钥分发方法，包括以下步骤：步骤一：发送端相干态的高斯调制，发送端准备高斯分布的真随机数，并制备相干态；根据高斯随机数集合的元素，通过强度和相位调制器对相干态进行编码；步骤二：高斯信号的传递，发送端将完成编码的相干态信号通过量子信道传输给接收端；步骤三：接收端连续随机测量基解调，接收端首先准备若干个连续随机分布的二进制变量；步骤四：数据协商及保密增强。本发明不需要进行基比对而丢弃部分原始数据串而且在目前的技术条件下可以很容易的实现。另外本发明由于采用连续分布的相位角，所以对数模转化器和相位调制器的性能要求会相对降低，便于工程实现。

摘要： 本发明提供了一种含有离散变量和连续变量的线性模型拟合方法，所述方法包括：根据所述离散变量，构建连续变量特征空间x′；根据所述离散变量，构建常量特征空间a′；根据所述连续变量特征空间x′和所述常量特征空间a′构建新的样本空间s'＝(x',a',y)进行线性拟合。通过本发明拟合的函数，不仅能够表示离散变量的不同取值对拟合结果的影响，而且能够表示离散变量内部和离散变量之间相对性对拟合结果的影响，实际通用性更强。

摘要： 本发明提供了一种基于连续随机测量基的连续变量量子密钥分发方法，包括以下步骤：步骤一：发送端相干态的高斯调制，发送端准备高斯分布的真随机数，并制备相干态；根据高斯随机数集合的元素，通过强度和相位调制器对相干态进行编码；步骤二：高斯信号的传递，发送端将完成编码的相干态信号通过量子信道传输给接收端；步骤三：接收端连续随机测量基解调，接收端首先准备若干个连续随机分布的二进制变量；步骤四：数据协商及保密增强。本发明不需要进行基比对而丢弃部分原始数据串而且在目前的技术条件下可以很容易的实现。另外本发明由于采用连续分布的相位角，所以对数模转化器和相位调制器的性能要求会相对降低，便于工程实现。

摘要： 本发明公开了一种高速连续变量量子密钥分发系统的非线性补偿方法，包括搭建连续变量量子密钥分发实验系统；发送端以能够导致接收端平衡零差探测器失真的脉冲重复频率制备相干态并发送至接收端；接收端采用平衡零差探测器进行检测并获取失真测量值；在相同条件下发送端以能够保证接收端平衡零差探测器正常检测的脉冲重复频率制备相干态并发送至接收端；接收端采用平衡零差探测器进行探测并获取正常测量值；将失真测量值和正常测量值一一对应并构建数据集；构建基于自编码器的神经网络非线性补偿原始模型并采用数据集训练和优化得到非线性补偿模型；采用得到的非线性补偿模型对实际系统进行补偿。本发明可靠性高、有效性好且实施简单方便。

摘要： 本发明公开了一种基于无噪线性放大器的连续变量测量设备无关量子密钥分发(CV‑MDI‑QKD)方法，首先，Alice和Bob分别在发送端和接收端制备量子态，得到发送端和接收端的量子信号；然后，Alice和Bob分别将量子信号传输至Charlie端，Charlie端对接收到的量子信号进行干涉并将干涉后的结果进行检测，得到测量结果；之后，将无噪线性放大器加入到系统的Charlie端，Charlie端将两个零差探测器检测输出的结果分别通过无噪线性放大器进行放大并进行公布；Alice和Bob在收到Charlie公布的测量结果之后，通信方Bob端对其量子态进行平移操作得到新的量子态模式；最终通过执行参数估计、反向协商和保密增强步骤，得到安全密钥率。改善了连续变量测量设备无关量子密钥分发系统的性能。

摘要： 本发明属于量子通信技术领域，具体涉及连续变量测量设备无关量子密钥分发系统及相位补偿方法。为消除针对实际连续变量量子密钥分发系统中测量端的所有侧信道攻击，该系统包括两个发送端Alice和Bob，以及一个接收端Charlie。发送端主要包括激光模块、光学相位锁定模块、斩脉冲模块、信号光调制模块、时分复用和偏振复用模块。接收端主要包括偏振解复用模块、时钟恢复模块、光延时模块、90度光混频器模块和连续变量贝尔态测量模块。所提出的相位补偿方法包括光学相位锁定、慢漂相位估计、实时相位反馈和正交分量重映射四个部分，能够实现远距离独立量子态的连续变量贝尔态测量。

摘要： 本发明提供基于光孤子的波分复用连续变量量子密钥分发系统，包括：发送端，所述发送端使用光孤子源作为光源，并将其分离至各个波长通道；每个波长通道运用先导辅助的前馈数据恢复方案进行连续变量量子密钥分发；光纤信道，所述光纤信道传输所述发送端发出的光信号；接收端，所述接收端接收所述经光纤信道传输的光信号，并将其分离至各个波长通道；所述接收端使用本地光孤子源作为光源，并将其分离至所述各波长通道进行信号外差探测并进行后处理，获取量子密钥。本发明采用的光孤子源除了与分立激光器相比具有基本的技术优势外，频率梳还可以减少发送端的功率消耗。光孤子源的整体功耗已经可以与大规模平行阵列的商用集成可调谐激光器组件竞争。

摘要： 本发明涉及量子密钥分发领域，公开了一种离散调制连续变量量子密钥分发态调制和密钥映射方法，包括：发送端在八个相干态的单环星座或十二个相干态的双环星座中随机选择一个态并经由量子信道发送至接收端，接收端对接收到的量子态进行外差探测并将相空间分为八个区域或十二个区域，根据探测结果所在的区域，将结果映射为相应的离散化值，得到原始密钥串；经过数据纠错，私密放大程序得到安全的密钥。本发明方法可以提高离散调制连续变量量子密钥分发的密钥率。通过制备较少数目的相干态，实现接近于高斯调制情形下的密钥率，有效降低了对源端量子态制备的复杂度，简化了数据后处理过程，有助于在城域范围实现高速、低成本的连续变量量子密钥分发。

摘要： 本发明公开了一种针对连续变量量子密钥分发系统的多标签攻击检测方法，包括搭建长距离连续变量量子密钥分发实验系统；采用搭建的系统进行正常和受攻击状态下的通信并获取正常通信数据和受攻击状态通信数据；处理数据得到训练数据；构建基于多标签深度学习的初始检测模型并采用训练数据训练得到基于多标签深度学习的检测模型；采用基于多标签深度学习的检测模型对连续变量量子密钥分发系统的实际通信过程进行检测。本发明方法能够准确地检测和识别量子密钥分发过程中所受到的攻击类型，有效识别同时发生的多种攻击，还以标签共享逆推的方式识别未知攻击；而且本发明方法能够同时识别多类攻击形式，可靠性高、实用性好、复杂性低。

摘要： 本发明公开了一种波长攻击方法、主动防御方法及用其的连续变量量子通信系统，使用所述波长攻击方法会导致通信双方高估通信系统的额外噪声，使窃听端产生的额外噪声可以隐藏在其中，减少了窃听端被发现的几率；使用所述防御方法进行攻击防御，能全面去除可能存在的虚假数据，保证量子通信的安全性。