连续变量量子保密通信PDF电子书下载

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第1章 连续变量量子保密通信概述 1

1.1量子密钥分发 2

1.1.1基本假设 3

1.1.2性能指标 4

1.1.3主要协议类型 4

1.2量子密钥分发网络 5

1.2.1光纤量子密钥分发网络 5

1.2.2星地量子密钥分发网络 10

1.3连续变量量子密钥分发 11

参考文献 16

第2章 连续变量量子密钥分发理论基础 25

2.1数学基础 25

2.1.1 Hilbert空间 25

2.1.2矩阵计算 29

2.1.3重要的概率分布 31

2.2量子力学基础 32

2.2.1量子态 32

2.2.2量子算符 33

2.2.3对易关系 34

2.2.4量子测量 34

2.2.5密度矩阵 36

2.2.6 Schmidt正交分解与纯化 37

2.3量子光学基础 38

2.3.1自由电磁场的量子化 38

2.3.2 Fock态 40

2.3.3相干态 41

2.3.4压缩态 43

2.3.5相干光 45

2.3.6相空间和Wigner函数 45

2.3.7高斯操作 47

2.3.8量子态计算的数值矩阵表示 48

2.4香农熵与经典信息论基础 49

2.4.1基础知识 49

2.4.2香农熵及其相关性质 52

2.4.3微分熵及其相关性质 58

2.4.4香农熵的可操作性解释 60

2.5冯·诺依曼熵与量子信息论基础 63

2.5.1基础知识 63

2.5.2冯·诺依曼熵及其相关性质 66

2.5.3连续变量的冯·诺依曼熵 71

2.5.4量子与经典关联 72

2.5.5 Holevo定理与Holevo界 73

参考文献 76

第3章 连续变量量子密钥分发协议 78

3.1常见协议简介 78

3.1.1协议物理部分简介 78

3.1.2协议后处理部分简介 81

3.2单路协议 84

3.2.1高斯调制类协议 84

3.2.2离散调制类协议 91

3.3双路协议 95

3.3.1原始双路协议 95

3.3.2改进双路协议 97

3.3.3一维调制双路协议 99

3.4测量设备无关协议 101

3.4.1相干态测量设备无关协议 101

3.4.2压缩态测量设备无关协议 103

3.4.3一维调制测量设备无关协议 106

参考文献 108

第4章 连续变量量子密钥分发理论安全性 110

4.1安全性分析基础 110

4.1.1基本假设 110

4.1.2 PM模型与EB模型等价性 112

4.1.3安全性分析框架与信道窃听方式 114

4.2 GG02协议 116

4.2.1个体窃听下的安全性分析 117

4.2.2联合窃听下的安全性分析 118

4.3无开关协议 125

4.3.1个体窃听下的安全性分析 126

4.3.2联合窃听下的安全性分析 127

4.3.3相干窃听下的安全性分析 139

4.4四态调制协议 140

4.4.1个体窃听下的安全性分析 141

4.4.2联合窃听下的安全性分析 141

4.5高阶离散调制协议 153

4.5.1个体窃听下的安全性分析 153

4.5.2联合窃听下的安全性分析 153

4.6改进双路协议 158

4.6.1个体窃听下的安全性分析 158

4.6.2联合窃听下的安全性分析 159

4.7相干态测量设备无关协议 171

4.7.1个体窃听下的安全性分析 173

4.7.2联合窃听下的安全性分析 173

4.8压缩态测量设备无关协议 178

4.8.1个体窃听下的安全性分析 178

4.8.2联合窃听下的安全性分析 178

参考文献 184

第5章 系统关键器件建模与安全性分析 188

5.1连续变量量子密钥分发系统 188

5.1.1系统结构概述 190

5.1.2系统关键器件与模块 191

5.2光源非理想性建模与安全性分析 193

5.2.1光源非理想性对系统性能影响 193

5.2.2光源非理想性来源与特性 199

5.3探测器非理想性建模与安全性分析 217

5.3.1探测器非理想性来源与特性 217

5.3.2探测器非理想性建模与安全性分析 221

5.4偏振控制器非理想性建模与安全性分析 229

参考文献 233

第6章 高斯后选择技术对协议的改进 237

6.1无噪线性放大器 237

6.2协议的改进 239

6.2.1 NLA对GG02协议的改进 240

6.2.2 NLA对存在光源噪声的GG02协议和无开关协议的改进 243

6.2.3 NLA对四态协议的改进 250

6.2.4 NLA对相干态MDI协议的改进 254

参考文献 257

第7章 非高斯后选择技术对协议的改进 260

7.1减光子操作与其等价的非高斯后选择 260

7.2协议的改进 263

7.2.1非高斯后选择对GG02协议的改进 263

7.2.2非高斯后选择对测量设备无关协议的改进 266

参考文献 272

第8章 光放大器对协议的改进 274

8.1光放大器模型及原理 274

8.1.1相位敏感光放大器 274

8.1.2相位非敏感光放大器 275

8.2协议的改进 276

8.2.1 PSA对高斯调制压缩态零差探测协议的改进 276

8.2.2 PSA对GG02协议的改进 278

8.2.3 PSA对一维调制相干态协议的改进 281

8.2.4 PSA和PIA对双路协议性能的改进 287

参考文献 293

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