自由空間量子密鑰分發(fā)

第 1章 緒論 1
參考文獻　4
第　2章 量子密鑰分發(fā)的理論基礎(chǔ)　8
2.1　量子信息基礎(chǔ)　8
2.1.1　量子比特及其性質(zhì)　8
2.1.2　量子密度算子　12
2.1.3　量子測量　12
2.2　量子通信信道　13
2.2.1　大氣信道　13
2.2.2　海水信道　19
2.2.3　光纖信道　21
2.3　量子密鑰分發(fā)協(xié)議　22
2.3.1　離散變量量子密鑰分發(fā)協(xié)議　23
2.3.2　連續(xù)變量量子密鑰分發(fā)協(xié)議　26
2.4　蒙特卡羅法　29
2.4.1　蒙特卡羅法簡介　29
2.4.2　蒙特卡羅法模擬流程　30
2.5　本章小結(jié)　33
參考文獻　34
第3章　大氣湍流效應(yīng)的模擬方法　36
3.1　大氣湍流相位屏模擬方法簡介　36
3.2　大氣湍流相位功率譜密度模型　37
3.3　相位結(jié)構(gòu)函數(shù)　38
3.4　次諧波大氣湍流相位屏模擬方法　40
3.4.1　次諧波大氣湍流相位屏模擬方法的改進　41
3.4.2　改進次諧波法的準確性驗證　43
3.4.3　不同諧波次數(shù)及采樣點對相位屏的影響　45
3.4.4　不同大氣湍流相位屏模擬方法的比較　47
3.5　次諧波大氣湍流相位屏模擬中最優(yōu)諧波次數(shù)的選取　48
3.5.1　改進的綜合功率比評估標準　48
3.5.2　相位結(jié)構(gòu)函數(shù)增量比評估標準　56
3.6　本章小結(jié)　60
參考文獻　60
第4章　電離層E層對自由空間量子密鑰分發(fā)系統(tǒng)性能的影響　62
4.1　電離層E層傳輸模型　63
4.2　電離層E層對信道容量的影響　67
4.3　電離層E層對糾纏保真度的影響　70
4.4　電離層E層對量子誤碼率的影響　72
4.5　電離層E層對安全密鑰率的影響　74
4.6　本章小結(jié)　76
參考文獻　77
第5章　大氣效應(yīng)對量子密鑰分發(fā)系統(tǒng)性能的影響　79
5.1　離散變量量子密鑰分發(fā)系統(tǒng)　79
5.1.1　信道傳輸模型　80
5.1.2　背景光噪聲對系統(tǒng)性能的影響　85
5.1.3　大氣效應(yīng)等對系統(tǒng)性能的影響　98
5.2　連續(xù)變量量子密鑰分發(fā)系統(tǒng)　115
5.2.1　信道傳輸模型　115
5.2.2　透射率　120
5.2.3　額外噪聲　122
5.2.4　中斷概率　123
5.2.5　大氣效應(yīng)對系統(tǒng)性能的影響　126
5.3　本章小結(jié)　131
參考文獻　132
第6章　天氣條件對量子密鑰分發(fā)系統(tǒng)性能的影響　134
6.1　不同天氣條件下的大氣能見度　134
6.1.1　降雪天氣的大氣能見度　134
6.1.2　降雨天氣的大氣能見度　135
6.1.3　霧霾天氣的大氣能見度　136
6.2　降雪對系統(tǒng)性能的影響　138
6.3　降雨對系統(tǒng)性能的影響　139
6.4　霧霾對系統(tǒng)性能的影響　140
6.5　本章小結(jié)　142
參考文獻　142
第7章　海水對量子密鑰分發(fā)系統(tǒng)性能的影響　143
7.1　信道傳輸模型　143
7.2　海水光學性質(zhì)的影響　144
7.2.1　葉綠素濃度垂直分布　144
7.2.2　吸收效應(yīng)　146
7.2.3　散射效應(yīng)　147
7.3　偏振光子的水下傳輸特性　149
7.3.1　散射特性　149
7.3.2　衰減特性　151
7.3.3　偏振特性　154
7.4　海水湍流對系統(tǒng)性能的影響　156
7.4.1　光束漂移　158
7.4.2　光強閃爍　165
7.4.3　海水湍流對信道容量的影響　171
7.4.4　海水湍流對量子誤碼率的影響　174
7.5　本章小結(jié)　177
參考文獻　177
第8章　光放大器對連續(xù)變量量子密鑰分發(fā)系統(tǒng)性能的改善　181
8.1　相敏放大器　181
8.2　相位非敏感放大器　184
8.3　兩種放大器對系統(tǒng)性能的影響　188
8.4　本章小結(jié)　199
參考文獻　199