连续变量量子通信的LDPC算法研究

来源 :福州大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:qqtigert123
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
在量子通信系统中,量子安全直传通信(QSDC)实现了真正意义上的量子通信方案。与需要事先建立共享密钥环境的量子密钥分发(QKD)不同,QSDC实现了直接从信源到信宿的传输。纠错编码技术是对抗噪声影响的重要手段,是量子通信系统中必不可少的一部分。其中低密度奇偶校验码(LDPC)是一种性能可逼近Shannon容量限的纠错码。本文把LDPC码与量子检测技术算符有机地结合在一起,实现混合纠错编码方案。LDPC码算法对量子态信息进行编码保护,量子检测技术能够识别量子信号,因此这种混合式的纠错方案能够保障量子通信系统的可靠性和有效性。本文主要工作是构建基于准量子LDPC的通信系统模型,包括相干光信号源,LDPC编解码技术和量子接收机。首先介绍了 LDPC码的两种构造方法:一是基于循环不变量差集(CIDS)方法构造的LDPC码,其主要思想是通过贪婪算法搜索路径,确定差集S并最终确定校验矩阵;二是基于原型图构造的LDPC码,其利用组合方式设计原型图码字,并以原型码为种子,将其复制T次后做变换操作,最终获得girth不少于12的QC LDPC码。其次,以量子检测理论为基础,引入半正定算子值测量(POVM)方法构造量子接收机,分辨非正交态信号。利用量子态的相干和正交特性,将接收态投影到不同方向的基矢,构建POVM算符完备集,从而构造量子接收机。最后,通过仿真验证不同类型的相干态准量子通信的LDPC编码。利用POVM算符构造不同发送信号类型的量子接收机,包括OOK,BPSK和4PSK量子接收机。在信号编码上,采用两种不同LDPC码构造方法验证不同输入信号的准量子通信系统。仿真结果发现,对于4PSK通信系统,要让系统实现低于10-5的误码率,当噪声光子数的为0.1,0.01和0.001时,用基于CIDS构造的LDPC编码所需要的信号光子数分别为22.5,15.5和11;采用基于原型图构造的LDPC码信号光子数分别为17,11.8和10。由此可知在相同仿真环境下,基于原型图构造的大girth的LDPC码的编码效果更好,需要信号光子数更少。
其他文献
近年来,随着我国的经济持续快速发展,轨道交通行业也得到了迅猛发展。铁路运输系统作为它的重要构成部分,占用了高昂的运营成本,耗费了大量的能源,尤其是列车运行产生的能耗
南极磷虾在南极海洋生态系统中占据着十分重要的角色,是南大洋海洋生态系统的关键环节,南极海洋食物网组成也表明磷虾在其中占据着决定性的地位。为了探究磷虾群在海洋空间分
乌奴耳蛇绿混杂岩位于中亚造山带东段,乌奴耳-新林蛇绿混杂岩带西南段。区域构造演化复杂,具体表现为其板块拼合过程存在较大争议。本文旨在通过研究乌奴耳蛇绿混杂岩岩石学、地球化学和锆石U-Pb年代学特征,厘定其岩石组合、成因类型、构造背景和形成时代,为研究区构造演化过程提供科学依据。取得成果如下:1、通过野外踏勘、岩石薄片鉴定,查明了乌奴耳蛇绿混杂岩由辉长岩、辉绿岩、玄武岩、放射虫硅质岩组成,沿六十四米
数据包在网络中传输时,会根据用户的业务逻辑要求,按顺序经过不同的网络功能(Network Functions,NFs),例如防火墙、负载均衡等,来保证网络满足用户需求,这也被称为服务功能链
随着烟草工业企业市场需求的不断扩大,烟厂对装封箱机的运行速度和烟箱质量有了更高要求。YP11A型装箱机作为国内目前主力机型,在使用中存在热熔胶喷嘴易堵塞和喷嘴清洁耗时较长等问题。针对上述问题,如何使装封箱机在高速运行过程中保持良好的性能就显得尤为重要。本文的主要研究内容如下:分析YP11A型装箱机在使用过程中存在的喷嘴易堵塞等问题,通过对比分析和现场试验,在保证烟箱满足工艺质量要求前提下确定了喷胶
自20世纪90年代起,无线传感网络(Wireless Sensor Network,WSN)在世界范围内引起了极大的关注。这类网络具有成本低、部署灵活等特点,在环境监测、军事应用等领域拥有很大的
生物合成正在医药、化学品、食品、生物燃油等领域不同程度的改变着世界工业的格局,开创经济实现绿色增长的新纪元。酵母细胞作为最重要的微生物生物催化合成的底盘细胞工厂
移动目标跟踪技术作为高级视频图像处理的前提,涉及到视频理解、分析及行为预测等众多高级应用任务,多年以来一直是计算机视觉领域的热门问题之一。但是,在实际应用中充斥着很多不确定因素,比如:目标本身的尺度变化、形变、加速运动,摄像头的分辨率低、抖动、视野范围的局限,复杂环境的光线变化、相似背景干扰等等,这些变化的不可预知性为目标跟踪技术的发展带来了挑战。本文在分析和研究相关原理的基础上,为了提高目标跟踪
随着社会的发展,人们对于公共区域、自身财产的消防安全变得愈发重视起来,而为了应对突发情况下的电力故障,在从国外引进的UPS电源基础上,衍生出了EPS(Emergency Power Suppl
班公湖-怒江缝合带内赛布措地区在青藏高原形成时记录的地质信息,有利于恢复其构造古地理从而为羌塘-拉萨地体碰撞过程提供沉积学证据,目前关于赛布措地区牛堡组地层的研究相对薄弱。论文的开展是在前人所做科学研究的基础上,通过野外获取牛堡组地层的实测剖面和实测古水流数据,运用沉积地层学和岩相学分析研究区域的沉积环境特征。通过古水流分析、碎屑砂岩分析、碎屑锆石U-Pb年代学对研究区牛堡组沉积环境及物源区进行分