基于后選擇研究連續(xù)變量量子密鑰分配的有限密鑰效應.pdf

1、在實踐中，量子密鑰分配(QKD)所能交換的信號數(shù)始終是有限的，由此有限密鑰效應成為QKD在實際應用時必須考慮的一個問題。目前，有限密鑰效應的研究主要集中于離散變量(DV)協(xié)議，然而，由于連續(xù)變量(CV)協(xié)議的實施相對簡單，本論文將就CV QKD的有限密鑰效應進行研究。同時為了達到較高的密鑰率，CV QKD將采用后選擇來提高協(xié)調效率。具體研究內容如下:
　　(1)介紹了CV QKD所涉及到的高斯態(tài)和高斯幺正;具體分析了CV協(xié)議的量子

2、通信過程，在本文考慮的準備和測量(P&M)方案中，發(fā)送端的態(tài)準備原則上可被描述為基于糾纏(EB)方案，接收端執(zhí)行理論上可獲得更高密鑰率的外差檢測，從接收端的角度看，竊聽者在有損的高斯噪聲信道上執(zhí)行的集體高斯攻擊相當于從分束器分接出了部分的發(fā)送信號并注入了一個熱態(tài);描述了CV協(xié)議的經典通信過程，在糾錯(EC)階段，使用逆向協(xié)調來打破直接協(xié)調的3dB損耗極限并提高傳輸距離;簡單介紹和比較了本文所研究的高斯協(xié)議和離散調制協(xié)議這兩大類CV協(xié)議。

3、
　　(2)針對高斯協(xié)議中的非轉換協(xié)議進行了有限密鑰效應的研究，并分析得出結合使用后選擇和逆向協(xié)調時協(xié)議的優(yōu)勢。高斯協(xié)議中主要的兩個有限密鑰效應為不完善的協(xié)調效率和參數(shù)估計，不完善的協(xié)調效率使得高斯協(xié)議無法達成長距離的密鑰分配，此處考慮使用后選擇來提高EC階段的協(xié)調效率，即只保留相關度較高的變量;參數(shù)估計階段主要對計算密鑰率所需的信道傳輸率和附加噪聲進行了估計，有限密鑰效應會引起傳輸率的減小和附加噪聲的增大，進而導致密鑰率的降低。

4、分析數(shù)值結果可知，協(xié)議結合使用后選擇和逆向協(xié)調時能容忍更多的損耗和附加噪聲，同時，有限密鑰效應對密鑰率的影響不僅與交換的信號數(shù)有關，還與信道傳輸率有關。
　　(3)針對離散調制協(xié)議中二態(tài)協(xié)議和四態(tài)協(xié)議進行了有限密鑰效應的研究，盡管二態(tài)協(xié)議和四態(tài)協(xié)議在信噪比(SNR)較低時也能實現(xiàn)高效的糾錯，即不再需要后選擇來提高協(xié)調效率，但為了在相同的情況下與非轉換協(xié)議進行比較，它們仍考慮使用后選擇。在結合使用后選擇和逆向協(xié)調的情況下，分析了四態(tài)