基于3种信道的量子相干动态不确定性关系研究

为探究去极化信道、比特相位翻转信道、相位阻尼信道这3种信道对量子态相干性的影响,首先基于两组规范正交基,推导出了初始态和经过这些信道后输出态的l1范数相干和的解析表达式,并研究了量子相干和在不同信道下的动态变化.研究表明,在量子信息传输过程中,可以通过改善信道环境提升量子态的相干和的表现.该结果可为量子信息处理和量子通信领域的研究提供参考.

水溶性气溶胶对自由空间量子通信性能影响

为了研究水溶性气溶胶对量子通信的影响,本文根据水溶性有机碳(WSOC)的复折射率及Mie散射理论得到其消光效率因子,分析了水溶性气溶胶粒子质量浓度对量子通信链路衰减、信道容量、信道生存函数以及信道误码率的影响并进行了仿真实验。结果表明,当传输距离为8 km,水溶性气溶胶粒子质量浓度分别为1.5μg/m3和6.5μg/m3时,对应的链路衰减、信道容量和信道误码率分别为0.506 d B/km和2.193 dB/km、0.622 bit/s和0.314 bit/s、0.0055和0.0099;当水溶性气溶胶粒子浓度为4μg/m3,传输距离分别为4 km和10 km时,对应的信道容量保真度分别为0.82和0.45。实际进行量子通信时,应根据水溶性气溶胶粒子的浓度来调整各项性能参数以保证通信正常进行。

冰水混合云对量子卫星通信性能的影响

根据冰-水混合云中冰晶和水滴粒子的谱分布函数及消光因子,得到冰-水混合云的冰水含量比例与量子卫星通信信道之间的衰减关系;针对比特翻转信道和退极化信道,分别建立冰水含量比例与信道容量、信道保真度之间的方程;分析了冰水含量比例对信道建立速率的影响.仿真结果表明:当冰水含量比例分别为1∶2和1∶9时,比特翻转信道、退极化信道的容量分别为0.65和0.92、0.59和0.95;当信源字符的概率为0.9时,比特翻转信道、退极化信道的保真度分别为0.60和0.83、0.89和0.95;当传输距离为2km,纠缠粒子对保真度为0.8时,信道建立速率分别为7.40 Hz和15.57 Hz.因此,当量子卫星信号出现较大衰减时,应根据冰-水混合云的冰水含量比例,自适应调整量子卫星通信系统的各项参量,以提高量子卫星通信的可靠性.