利用量子计算语言进行量子通信仿真

量子通信是利用量子位进行信息传送的一种绝对安全的通信方式。将一种用于量子计算仿真的量子计算语言引入量子通信的研究中,实现了一种典型的量子安全直接通信协议的正确性、安全性仿真验证,并得到各种性能指标。仿真结果与理论分析结果的一致性验证了利用量子计算语言进行量子通信协议仿真的可行性。量子计算语言的引入,为量子通信的研究提供了一种强大、简便、通用的工具。

基于BB84协议的空间量子通信系统

我们分析了基于BB84协议的空间量子通信系统。该系统使用大气量子信道,以因特网为经典信道.讨论了光子与大气的相互作用,利用量子计算语言对大气信道中的量子密钥分配进行了仿真。将用于量子计算仿真的语言引入量子通信的研究中,讨论了单光子脉冲系统与纠缠光子对系统的特点,分析了全球量子通信系统的可行性。

基于纠缠的BB84协议仿真研究

将传统的量子密钥分发协议与纠缠光子对的纠缠特性相结合,提出了一种改进的BB84协议——基于纠缠的BB84协议。为了考察该协议的可行性,利用量子计算语言分别针对协议的正确性和安全性进行了仿真验证,并进一步考察衰落信道对协议工作的影响。仿真结果显示:理想情况下,协议安全工作时密钥生成效率为14/30,接近理论值50%;在存在第三方窃听时,其密钥生成效率仅为5/30,远远小于50%,由此通信双方可以判断出第三方窃听存在。由于信道衰落的影响,实际密钥生成效率远远低于理论值。得出结论:基于纠缠的BB84协议也是绝对安全可靠、切实可行的量子密钥分发协议;为提高密钥生成效率,应尽量减小信道衰落。最后,对协议的应用进行了展望。