量子噪声对Shor算法的影响

Shor算法能够借助量子计算机以多项式级别复杂度解决大整数因式分解问题,从而破解一系列安全性基于大整数因式分解的加密算法,例如Rivest-Shamir-Adleman加密算法、Diffie-Hellman密钥交换协议等.由于量子测量结果是概率性的,在运行量子线路时很容易受到噪声的干扰,这将导致无法测量得到预期结果.本文分别研究了不同通道的噪声对Shor算法的影响,分别是去极化通道、状态制备与测量通道以及热退相干通道.本文模拟在噪声环境中运行Shor算法并且给出了数值结果.数值结果表明Shor算法成功分解整数的概率易受到噪声影响,其中去极化通道中的噪声能够以指数形式影响Shor算法成功分解整数的概率,其次是热退相干通道噪声,最后是状态制备与测量通道噪声,能够线性影响到Shor算法成功分解的概率.本文能够为后续纠错、改进Shor算法以及确定工程实现Shor算法所需要的保真度等提供建设性意见.

量子噪声对大气激光通信系统极限通信距离的影响

量子噪声是通信系统中的基本噪声,它的存在制约了通信的有效距离.通过推导给出了仅考虑量子噪声引起的误码率公式,并且提出了大气激光通信极限通信距离的概念.通过数值仿真,分析了激光器发射功率、发射孔径半径以及接收孔径半径和极限通信距离之间的关系,并以此提出了一些设计大气激光通信系统时相应的解决途径.

X射线源量子噪声特性研究

研究了低剂量下X射线成像系统中的射线源量子起伏特性。首先在X射线强度不变的情况下,连续拍摄若干幅图像,然后对这些图像分别进行光响应不一致性校正,以便消除系统噪声对研究量子噪声的影响,最后根据图像灰度在空间和时间上的起伏变化,得到X射线源的量子噪声的特性。实验结果表明:X射线量子噪声在时间上呈现出均值为零,方差与光强大小有关的特性;光强增大,量子起伏在时间上和空间上都会减小;通过分析图像不同区域的方差值,发现越是接近X射线源的中心,其量子起伏越小。

强度反馈对半导体激光器量子噪声的改善

本文研究了强度负反馈对半导体激光器(LD)量子AM噪声的抑制。

集成外腔半导体激光器的量子噪声

本文首次用半经典理论给出了集成外腔(IEC)半导体激光器(LD)的量子AM和FM噪声谱。指出IEC LD的噪声特性主要取决于有源区和外腔的长度及折射率的变化。

线宽检测中的量子噪声

本文从半导体激光器的速率方程组出发,讨论了线宽检测时的量子噪声,分析了在各种检测条件下量子噪声的变化,给出了数值计算结果。

具有色量子噪声的单模激光的光强关联时间和含时矩

利用线性近似方法推导了具有色量子噪声的单模激光饱和损失模型的光强关联时间和含时矩,分析讨论了光强关联时间随量子噪声强度的变化及含时矩随时间的演化,发现了一些奇特的现象。

实虚部间关联的量子噪声和泵噪声对光强相对涨落的影响

采用具有实虚部关联的量子噪声和泵噪声驱动的单模激光白损失模型,用线性化近似方法计算了光强关联函数和光强的相对涨落,并用解析方法对线性化近似方法的适用范围进行了详细的分析,讨论了量子噪声强度、泵噪声强度、量子噪声实虚部间关联系数对光强相对涨落的影响,得出在小噪声、远离阈值时,线性化近似适用范围扩大;小噪声、远离阈值且当量子噪声实虚部无关联时,线性化近似方法适用范围最大的结论.

注入锁定半导体激光器的量子噪声

本文给出了注入锁定半导体激光器(LD)的强度和相位噪声谱。分析表明,注入锁定可以大大降低LD的量子噪声。

量子噪声自组织网络路由策略研究

针对噪声环境下量子自组织隐形传态网络的路由选择需求,首先以相位阻尼信道为例,给出了纠缠交换路径保真度以及路径等效噪声系数的计算方法。以最小化等效噪声系数为目标,提出了一种按需路由策略,并进一步给出了一种改进的混合路由策略。两种路由策略均有利于提高量子隐形传态保真度,混合路由策略在跳数内通信比例较高时能获得路由开销与平均路由发现时延的较佳平衡。

基于量子噪声流加密的光纤物理层安全传输技术

针对通信窃听问题,以"内生安全光通信理论与技术研究"项目为研究背景,从信息层面、载波层面和调制后的信号层面,介绍了光纤物理层安全传输的现有技术发展。提出了一种基于量子噪声流加密的光纤物理层安全传输技术,将离散傅里叶变换扩展的正交频分复用(DFTs-OFDM)引入基于正交幅度调制(QAM)的量子噪声流加密传输系统,在保证高频谱利用率的同时,有效抵御非合作方的窃听。研究结果表明:该传输技术实现了10 Gb/s的传输速率、无中继传输距离达300 km的光纤传输,且Q因子超过9,信息截获概率低于0.001%。

光学量子噪声模拟与测量实验研究

光学量子纠缠系统是实现量子信息处理的重要系统之一。纠缠系统与量子噪声不可避免的耦合作用会导致量子信息处理过程的失败,因此研究量子噪声对纠缠系统的影响并得到相应的实验规律非常重要。理论上给出了光学典型量子噪声的性质及物理算符表示,实验上采用不同的光学器件或器件组合成功模拟实现了各种典型的光量子噪声,以量子比特翻转噪声为例研究了噪声对两比特纠缠系统的影响。结果表明对于两比特纠缠系统,当纠缠源的纠缠度相同时,比特翻转噪声相对于相移噪声更易破坏纠缠相干性,而比特位相翻转噪声破坏纠缠特性的能力介于前两者之间。

量子噪声和白噪声中脉冲信号的探测研究

本文利用信号探测概率和虚概率的统计概念，对量子噪声和白噪声中激光脉冲信号的探测进行了研究，并且给出了虚警概率和信号探测概率以及激光接收机最小可探测功率的信噪比公式。

光外差检测中的量子噪声

本文分析了光外差检测中的量子噪声。

调辐半导体激光器量子噪声的理论研究

本文在理论上研究了半导体激光器的量子噪声。给出了ＡＭ 噪声谱等作为半导体激光器的材料结构、泵浦参量函数的理论公式。

原子相干效应中的量子噪声特性研究

在原子相干效应条件下,由于场与原子之间的相干耦合,导致原子能态的相干叠加,因而导致与之作用场的光场特性发生变化。本文研究了两束光与原子样品相互作用下,量子化光场的噪声谱,结果得到了在一定的失谐范围内,光场起伏存在1.25 dB的压缩,继而可以用来实现量子起伏纠缠。

电磁诱导吸收介质中探针场的量子噪声特性

在N型原子系统中,在二束强的耦合场作用于介质对探针场体现出很强的诱导吸收作用,与此同时,强吸收引起的自发辐射噪声会影响探针场的量子噪声特性。该文章研究了输入的量子化探测场在经过电磁诱导吸收介质后的噪声特性变化,数值模拟得出,通过调节控制场的强度可以使得探测场的噪声谱图形在吸收窗口范围内产生震荡分裂,噪声最小值处于一定的探针场失谐处。

基于量子噪声流加密的光子太赫兹安全通信技术

作为下一代无线通信的关键技术之一,太赫兹通信面临的安全性问题越来越受关注。QNSC技术具有结构灵活、支持与现有网络融合等优点,在实现大容量、高速率的无线安全通信方面具有巨大的潜力。从太赫兹通信链路面临的窃听和干扰等威胁出发,详细阐述了QNSC技术的基本原理并介绍了QNSC与光子太赫兹通信的无缝融合技术,最后实验验证了净速率达16 Gbit/s的太赫兹安全无线传输。

电磁诱导透明中探测光量子噪声的研究

首先研究了处在热平衡条件下的A型三能级原子与环境(热辐射场)的涨落耗散,利用马尔科夫近似下的系统-源相互作用理论精确推导出A型三能级原子衰减态密度矩阵元的演化方程组。在此基础上进一步研究了热平衡稳定态。最后利用全量子理论对光场失谐时电磁诱导透明中探测光的量子噪声进行了研究。结果表明量子噪声主要来源于激发态的原子态密度以及驱动光的失谐量,因此在冷原子系统中实现EIT并且减少驱动光的失谐量将是控制量子噪声的关键。