基于光纖的量子密鑰分發(fā)系統(tǒng)中的偏振控制算法研究.pdf

1、量子保密通信是在理論上被證明具有絕對(duì)安全性的通信方式，而量子密鑰分發(fā)是目前量子通信中研究最為深入、應(yīng)用最為廣泛的一種方案。歷經(jīng)將近三十年的發(fā)展，量子密鑰分發(fā)逐漸由理論走向?qū)嵱?。本文以基于偏振編碼方案的量子密鑰分發(fā)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)為基礎(chǔ)，著重研究了量子密鑰分發(fā)過程中光偏振態(tài)自動(dòng)控制算法，提升了通信過程的穩(wěn)定性和可靠性。
　　本文首先論述了量子通信和量子密鑰分發(fā)的基本概念、發(fā)展現(xiàn)狀及研究前景，介紹了量子通信的無條件安全性所依托的物理理論，詳細(xì)

2、闡述了量子密鑰分發(fā)的主流協(xié)議方案：BB84協(xié)議和B92協(xié)議。根據(jù)論文研究?jī)?nèi)容，引入了光偏振基礎(chǔ)理論知識(shí)以及光偏振態(tài)的幾種典型表示方法，簡(jiǎn)單介紹了偏振控制器的控制機(jī)理及其基本分類。
　　論文利用光偏振態(tài)的瓊斯矢量表示法和邦加球圖示法對(duì)擠壓光纖式偏振控制器進(jìn)行了建模分析，介紹了傳統(tǒng)遺傳算法的基本工作流程，對(duì)其在光偏振控制中的應(yīng)用進(jìn)行了仿真，闡述了其不足。在此基礎(chǔ)上提出了基于分治策略的改進(jìn)型遺傳算法并利用模擬退火算法對(duì)所選最優(yōu)解進(jìn)行后處

3、理，通過仿真確定了改進(jìn)型遺傳算法的幾個(gè)重要參數(shù)，仿真結(jié)果顯示采樣值變化的平滑度和克服過早收斂的能力上均有所提高。
　　講述了基于偏振編碼的B92協(xié)議量子密鑰分發(fā)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)系統(tǒng)的詳細(xì)結(jié)構(gòu)，并對(duì)系統(tǒng)的工作流程進(jìn)行說明；描繪了量子密鑰分發(fā)接收方自動(dòng)偏振控制模塊圖，并對(duì)部分重要模塊細(xì)節(jié)實(shí)現(xiàn)作了較為詳細(xì)的闡述。依據(jù)改進(jìn)型遺傳算法，對(duì)量子密鑰分發(fā)的自動(dòng)偏振控制方案進(jìn)行重新規(guī)劃，并完成了算法到實(shí)際應(yīng)用的映射。在此基礎(chǔ)上，闡述偏振自動(dòng)反饋方案實(shí)施流