连续变量量子密钥分发误码协商算法研究

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:rundahe
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
作为密码学的新兴研究方向,量子密钥分发(Quantum Key Distribution,QKD)技术理论上被证明是无条件安全的,很好地解决了一次一密加密算法中长距离密钥分发的难题。误码协商是QKD系统中的重要环节,它影响着整个系统的最终密钥速率和传输距离。和离散变量QKD相比,连续变量(Continuous Variable,CV)QKD有着光源稳定易制备、探测效率高等优点。但是CV-QKD误码协商算法计算复杂度更高,很容易成为实际应用系统的瓶颈。因此,CVQKD误码协商算法的研究对于提高CV-QKD系统整体性能具有重要的意义。本文致力于CV-QKD中误码协商算法的研究,提出相应的优化设计方案,为后处理系统的高速实现做准备。本文主要完成了以下工作:针对分层错误校正算法(Sliced Error Correct,SEC)进行了深入研究,给出了最优量化,估计以及协商模块的设计方案。对于量化和估计方案的设计,结合量子信道特征迭代求取最优量化区间,将量化造成的信息量损失最小化;采用最大似然准则,降低了通信双方比特串的误码率。协商方案主要从LDPC校验矩阵生成和译码模块两方面着手优化。在校验矩阵构造方案中,通过高斯逼近密度进化方法求解最佳度分布,使用PEG贪心算法构造了性能优越的校验矩阵。对于译码模块方案设计,减少了层内迭代算法计算复杂度,缩短了层内单轮迭代的处理时间;提出了改进的层间迭代方案,通过调节低层层内迭代次数,缩短了整体协商过程的迭代次数。针对多维误码协商算法进行了深入研究,给出了球面化转换和协商模块的设计方案。通过球面化转换的方法完成了高斯变量到相关均匀变量的映射,较好的解决了高斯变量受到信道噪声容易改变符号的问题。协商方案主要从二进制LDPC和多进制LDPC两个角度进行设计,着重对多进制LDPC协商方案进行了优化和改进。对于多进制LDPC的译码模块设计,降低了耗时较长步骤的计算复杂度,并提出了对数域上的改进FFT-BP译码算法,避免了繁杂的乘法操作带来的数据精度不足和处理时间长等问题,为硬件实现打下了基础。为了对本文中的SEC误码协商方案和多维协商方案进行验证,设计了充分的仿真验证方案,并将本文的方案与其他典型方案进行性能分析对比。软件仿真数据表明本文的方案在保证较高协商效率的同时,提高了协商速率。
其他文献
现在信息技术(IT)在推动企业成功方面比以往任何时候都发挥着更大的作用。由于业务需求的变化,标准的流程跨企业边界并且变得更加复杂。IT部门必须找到一个符合成本效益的方式利用和扩展现有的系统,以支持新的业务需求。组织机构应允许商业实体之间进行灵活而松耦合的集成与通信。紧耦合的应用应转变为灵活的、可重复使用的未来系统的构建模块。业务上的变化要求组织机构根据必要的新解决方案来重新架构它们的IT基础设施。
心跳机制是高可用集群的基础技术。人们提出了很多的模型和算法,并且得到了广泛的应用,如心跳环机制,加速心跳协议,基于概率统计模型等,但这些模型都各有自己的优缺点。目前
本课题来源于国家863计划项目——语言类问题求解和答案生成关键技术及系统。该项目具体目标是解决语言类问题,即高考语文题。其中,基础语言类问题主要分为三种:字级别,词级
输电线路距离长,穿越的地域广阔,而且各地域的气候条件复杂多变,运行时容易发生故障。绝缘子作为输电线路的重要部件,易受运行环境因素影响而发生异常,严重威胁着输电线路的
20世纪90年代以来,教育界出现了以信息技术的广泛应用为特征的发展趋势,国内学者称之为教育信息化。如今教育的信息化已成为当前教育发展的重点,但是目前教育信息系统的设计
随着计算机网络的迅猛发展以及人类社会信息化改革的不断深化,人们对计算机网络的需求也在不断地增加。由于下一代网络的相关技术仍在热烈讨论之中,对于因业务扩展急需提升计
洗煤加工作为对煤炭进行合理分类并保障煤炭质量的重要环节,提高其工作效率已成为煤质研究工作的热点。目前大多数煤质信息的处理还处于半手工状态,效率低且容易出错,难以满
WiMAX(Worldwide Interoperability for Microwave Access,全球微波接入互操作)在2007年成为3G标准之一,是一种基于IEEE802.16标准的宽带无线接入城域网技术。由于其具备低成本
随着互联网技术的发展,电子商务成为人们日常生活中越来越不可缺少的一部分,随之而来的是用户意见和评论数据量的飞速增长。这些评论中包含了用户对某一领域相关功能、属性和
医学中的大部分疾病都和细胞行为有关。细胞图像分割与细胞跟踪是研究细胞行为的重要手段。传统细胞行为的研究往往是基于人工的方式,不但需要大量的人力,而且在跟踪细胞过程