孤子對量子態(tài)的調(diào)制研究.pdf

1、量子信息科學是最近幾年迅速發(fā)展起來的新興學科，由于它潛在的應用價值和重大的科學意義，正引起越來越多的關(guān)注。它是量子力學和信息科學相結(jié)合的產(chǎn)物，它的最大特色是以量子態(tài)作為信息載體。由于量子力學的規(guī)律不同于經(jīng)典物理學，就導致了量子信息過程帶有許多經(jīng)典信息過程所不具備的特征。比如，量子態(tài)的相干疊加性，使得量子信息能夠以“并行”的方式進行演化。又如，由于有量子不可克隆性定律的限制，量子信息不能像經(jīng)典信息那樣，可以被無限制的復制，這就導致了量子密

2、碼學。當前的人類社會正處于信息爆炸的時代，而量子信息科學的誕生，無疑為未來的信息科學技術(shù)勾繪出一幅迷人的藍圖。 量子通信是量子信息論中的重要基礎(chǔ)性課題。目前應用的光通信技術(shù)都是基于光的波動性的應用。 本文主要是從光的波粒二象性出發(fā)，對孤子調(diào)制量子態(tài)進行了理論上的論證研究，從而突破了光纖通信系統(tǒng)僅對光的波動性的應用。 通過大量的分析研究，發(fā)現(xiàn)以孤子形式存在的光脈沖和量子態(tài)遵循共同的方程——Schrodinger方程

3、，這一突破成為論文研究的核心。量子光通信作為近幾年發(fā)展起來的新興學科，許多內(nèi)容還需要理論支撐和完善，就現(xiàn)狀而言，量子態(tài)在光纖中傳送還是一個大問題，需要考慮到光纖固有特性對它產(chǎn)生的影響，還需要考慮它本身在傳輸中遇到的問題，最重要的是，量子態(tài)是不同于光波的一種新的信息形式，所以量子光通信的應用目前還主要局限在保密通信方面。通過本論文的研究，尋求到一種新的量子態(tài)在光纖中傳送的方案——通過孤子調(diào)制承載量子態(tài)。 現(xiàn)有的理論證明，孤子是一種

4、理想的信息載體，可降低光纖特性引起的不良影響，本論文又在理論上證明了量子態(tài)可以在孤子的傳輸演變中產(chǎn)生，所以用孤子調(diào)制量子態(tài)不失為有一種實現(xiàn)量子光通信的方案。 另外，論文還對現(xiàn)有常用的量子糾錯碼進行了分析，發(fā)現(xiàn)這些算法不僅復雜而且難以實現(xiàn)，而孤子調(diào)制量子態(tài)，由于孤子的特性，只需對孤子進行簡單易實現(xiàn)的RZ編碼。 通過對孤子調(diào)制量子態(tài)的可行性論證研究，本論文主要在以下幾方面取得了一些成果： 1.在對比分析了現(xiàn)有的五代光