文档介绍：上海交通大学
硕士学位论文
基于相干态光量子系统的偏振调制解调器的设计与实现
姓名:王倩
申请学位级别:硕士
专业:通信与信息系统
指导教师:曾贵华
20070101
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指导教师虢嚏硅子学位论文作者躲五日期:岬小砷日期:砷,『.冲保密√,在上年解密后适用本授权书。上海交通大学学位论文版权使用授权书论文被查阅和借阅。本人授权上海交通大学可以将本学位论文的全部或不保密口。本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于朐谝陨戏娇蚰诖颉啊獭
基于相干态光量子系统的偏振调制解调器的设计与实现

摘要

量子密码术和量子保密通信是量子信息领域的两个重要的发展方
向。其中,量子保密通信的发展对于整个研究领域更具有实际意义。以
经典信息理论和量子力学基本原理相结合的理论基础,量子保密通信系
统从根本上为未来的信息保护提供了更加有效的方法。其无条件的安全
性是经典信息系统所无法比拟的。同时,量子计算机的发展带给经典通
信系统安全性的巨大冲击更加促进了量子保密通信的研究与技术实现。
而端到端量子通信系统的架构是量子通信网络得以实现的基础。所以,
对量子信号的产生、传输和检测技术以及量子比特的制备技术等的研究
就成为架构端到端量子系统的关键。
本文致力于对量子保密通信系统的理论研究和技术实现,提出了一
套基于相干态光偏振调制的量子保密通信方案,并通过实验验证了该方
案的可行性和安全性。此方案以光的双模相干态中的非相干态量子噪声
作为数据的加密机制,易于产生和检测,可抗衰减,适合大量数据的远
程传输,完全克服了单光子量子通信系统的实现困难和传输距离短的缺
点。同时,其双模相干态测量的不确定性又很好的保证了该通信系统的
安全性,有效地遏制了单纯的密文攻击。同时,实验结果也展示了该系
统在安全性和误码率上的优越性能。
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另外,本文又以此通信系统为平台进行了量子信号偏振调制解调器
的模块化设计,且在此基础上开发了一套新型的测量其工作性能的监控
系统。该偏振调制解调器是基于光纤通信中的常用器件——动态偏振控
制器(DPC)而设计的。设计中,采用嵌入式 ARM 控制器通过自制的驱
动模块驱动 DPC,并且同时监控 DPC 的半波电压,将其变化曲线直观显
示于终端计算机上。而与理论分析结果的一致性,又验证了设计的可行
性和可靠性。整套监控系统具有控制准确、成本低廉、显示直观等特点。

关键词:量子保密通信,偏振调制,双模相干态光

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DESIGN AND IMPLEMENTATION OF POLARIZATION
MODULATOR AND DEMODULATOR FOR QUANTUM
COMMUNICATION SYSTEM WITH COHERENT STATES

ABSTRACT

Quantum cryptography and quantum munication are two
focus in the quantum information research field. And the development of
quantum munication is more significant to the whole field. Based
on bination of classic information theory and basic
quantum-mechanical principle, quantum munication system,
which owns unconditionally security, has provided much more effective
methods to protect the information system from attacks. On the other hand,
the research and technical realization of quantum m