论文部分内容阅读
量子信息学是量子力学和经典信息学结合的一个交叉学科，作为一个新兴学科，它的研究方向主要为量子通信和量子计算。在量子通信中，由于量子力学的物理原理能够确保通信的安全性，将给通信领域带来重大的变革。许多科学家对此进行了深入的研究并在理论研究和实验上取得了很大的成就。 由于量子系统的复杂性，许多研究者都只能从理论入手，丰富和完善各种理论。在实验上会存在许多的问题。本研究分别从软件和实验入手。提出了一种利用软件Q-circuit来模拟B92协议工作过程的方法。同时，利用了较小的资源，并用单光子作为量子信息的载体，在实验室环境下成功模拟了BB84协议的内容。并在此基础上研究了不同的光纤在此模型中的兼容性。 在量子系统中，量子会无法避免的与环境相互作用，从而对量子系统的状态产生干扰，这种干扰称为噪声。在量子通信的研究中需要考虑噪声带来的影响。同时，量子通信协议中需要对通信双方的身份进行认证，以完善通信系统的安全性。本论文研究了基于身份认证的量子通信协议的研究，并后续针对联合旋转噪声和联合退相位噪声，设计相对应的量子通信协议。 纠错和编码始终是量子计算的一个热点问题，量子信息的传输效率和正确性是其中的关键。在量子信息中存在着同时存在两位错的情况。在本论文中我们提出了一种能够同时纠正两位错并传输信息的纠错编码方案。该方案是通过添加冗余位，来达到纠正两位错并传输信息，该方案的信息传输效率为25％。