基于近似克隆的量子网络编码协议研究

论文摘要

随着量子通信技术的不断进步,全球化通信网络的搭建成为必然趋势。伴随着网络用户规模越来越大,网络链路传输面临着严重的传输阻塞和信道噪声等通信问题,网络编码应孕而生。网络编码在解决网络拥堵等问题表现出了十分优越的性能,为大规模网络传输成为可能。把网络编码的思想应用在量子通信领域,出现了量子网络编码,量子网络编码结合了网络编码和量子通信的优点。在量子网络编码研究中,研究者们力图在量子通信网络的高效性方面取得突破。由于目前量子信息的完美无损传输还处于理想状态,因此实现量子信息的近似克隆(接近于无损传输)就成了一种可行的替代方案。本文主要关注基于近似克隆的量子网络编码的协议的设计、传输效率、资源消耗、安全性和模拟演示问题。在前人研究的基础上,提出了基于近似克隆的量子网络编码协议,并针对协议性能(包括传输保真度、资源消耗和安全性)进行分析和对协议过程模拟演示。本论文的主要研究工作包括以下两个方面:一、提出了基于近似克隆的量子网络编码协议。首先,通过把普适克隆应用在杯型网络和蝶形网络中,提出了基于近似克隆的量子网络编码协议;其次,设计了ACR操作,这个操作是预共享纠缠的扩展,用于完美传输信息,并把这个操作应用在协议中,提出了基于近似克隆的量子网络编码协议的改进协议,并考虑推广到更一般的网络模型中;最后,对提出的量子网络编码协议进行性能分析。通过理论分析,基于近似克隆的量子网络编码协议是可行的,并且具有较高的传输效率和安全性。二、设计实现了基于近似克隆的量子网络编码协议的模拟演示。综合考虑这个演示的功能要求,主要包括网络拓扑的演示,详细协议过程演示,输入输出的详细过程以及对各个协议传输保真度的比较。首先,设计展示了协议中设计到的编码操作的定义和解释;其次,设计展示了协议过程每一步的操作和结果,使得过程更加明朗;最后,设计实现了协议性能的对比效果展示。考虑到上述模拟演示功能,采用更容易实现图形界面的计算机编程语言来编写这个模拟演示。通过分析,设计实现的模拟演示可以完成协议过程的演示任务。

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文章来源

类型: 硕士论文

作者: 李坤昌

导师: 陈秀波

关键词: 近似克隆,量子网络编码,性能分析,模拟演示

来源: 北京邮电大学

年度: 2019

分类: 基础科学,信息科技

专业: 物理学,电信技术

单位: 北京邮电大学

分类号: O413;TN918

总页数: 68

文件大小: 9619K

下载量: 69

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标签：近似克隆论文;  量子网络编码论文;  性能分析论文;  模拟演示论文;