量子无线通信网络构建及性能分析

doi:10.13229/j.cnki.jdxbgxb201404042

吉林大学学报(工学版) ›› 2014, Vol. 44 ›› Issue (4): 1177-1181.doi: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201404042

量子无线通信网络构建及性能分析

刘晓慧, 裴昌幸, 聂敏

1.西安电子科技大学 ISN国家重点实验室, 西安 710071;
2.西安邮电大学通信与信息工程学院, 西安 710061

收稿日期:2012-11-30 出版日期:2014-07-01 发布日期:2014-07-01
作者简介:刘晓慧(1976-), 女, 讲师, 博士.研究方向:量子通信.E-mail:xhliu@xupt.edu.cn
基金资助:
国家自然科学基金项目(61072067, 61172071); 高等学校学科创新引智计划项目(B08038); 国家重点实验室专项基金项目(ISN1001004); 陕西省自然科学基础研究计划项目(2010JM8021); 陕西省教育厅专项科研计划项目(2010JK834, 2011JK1017)

Quantum wireless communication network model and performance analysis

LIU Xiao-hui^{1, 2}, PEI Chang-xing¹, NIE Min²

1.State Key Lab of Integrated Service Networks, Xidian University, Xi'an 710071, China;
2.School of Communication and Information Engineering, Xi'an University of Post and Telecommunication, Xi'an 710061, China

Received:2012-11-30 Online:2014-07-01 Published:2014-07-01

摘要/Abstract

摘要： 提出了一种新的量子路由方案, 即使两个移动节点不共用EPR纠缠对, 仍可实现这两个移动节点之间的量子态无线远程传输。该量子路由方案可以被用来构建量子无线通信网络, 同时提出了相应的通信协议。为了实现与现有的经典无线通信网络的融合, 方案采用了两层数据库的量子无线通信网络结构。分析表明, 在量子信息传输时间和安全性两方面, 性能优于量子中继路由方案, 具有很高的可扩展性和实用价值。

关键词: 通信技术, 量子无线通信, 量子隐形传态, 最大纠缠态, 纠缠交换, 量子路由

Abstract: A quantum routing scheme is proposed to teleport a quantum state from one quantum device to another wirelessly, even though the two devices do not share EPR pairs mutually. The scheme is based on entanglement swapping and quantum teleportation. The model of quantum wireless communication network and correlative communication protocol is presented. In order to be compatible with the conventional wireless communication network, the network architecture of a two-tier database structure is proposed. In terms of qubit transmission time and security, performance analysis results show that the proposed scheme is superior to quantum relay routing scheme. The proposed scheme has high scalability and practicability.

Key words: communication, quantum wireless communication, quantum teleportation, EPR pair, entanglement swapping, quantum routing

中图分类号:

TN915.02

刘晓慧^{1, 2}, 裴昌幸¹, 聂敏². 量子无线通信网络构建及性能分析[J]. 吉林大学学报(工学版), 2014, 44(4): 1177-1181.

LIU Xiao-hui, PEI Chang-xing, NIE Min. Quantum wireless communication network model and performance analysis[J]. 吉林大学学报(工学版), 2014, 44(4): 1177-1181.

参考文献

[1] Bennett C H, Brassard G, Crépeau C, et al. Teleporting an unknown quantum state via dual classical and Einstein-Podolsky-Rosen channels[J]. Phys Rev Lett, 1993, 70(13): 1895-1899.
[2] Kwait P G, Mattle K, Weinfurter H, et al. New high-intensity source of polarization-entangled photon pairs[J]. Phys Rev Lett, 1995, 75(24):4337-4341.
[3] Kwait P G, Waks E, White A G, et al. Ultrabright source of polarization-entangled photons[J]. Phys Rev A, 1999, 60(2):773-776.
[4] Raimond J M, Brune M, Haroche S. Manipulating quantum entanglement with atoms and photons in a cavity[J]. Rev Mod Phys, 2001, 73(3):565-582.
[5] Sun B, Chapman M S, You L. Atom-photon entanglement generation and distribution[J]. Phys Rev A, 2004, 69(4):042316-042321.
[6] Bennett C H, Brassard G, Popescu S, et al. Purification of noisy entanglement and faithful teleportation via noisy channels[J]. Phys Rev Lett, 1996, 76(5):722-725.
[7] Jin Xian-min, Ren Ji-gang, Yang Bin, et al. Experimental free-space quantum teleportation[J]. Nature Photonics, 2010, 4:376-381.
[8] Yin Juan, Ren Ji-gang, Lu He, et al. Quantum teleportation and entanglement distribution over 100-kilometre free-space channels[J]. Nature, 2012, 488: 185-188.
9
[10] Scherer A, Howard R B, Sanders B C, et al. Quantum states prepared by realistic entanglement swapping[J]. Phys Rev A, 2009, 80(6):062310-062319.
[11] Ma Xiao-song, Zotter S, Kofler J, et al. Experimental delayed-choice entanglement swapping[J]. Nature Physics, 2012, 8:479-484.

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[1]	周彦果,张海林,陈瑞瑞,周韬. 协作网络中采用双层博弈的资源分配方案[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(6): 1879-1886.
[2]	孙晓颖, 扈泽正, 杨锦鹏. 基于分层贝叶斯网络的车辆发动机系统电磁脉冲敏感度评估[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(4): 1254-1264.
[3]	董颖, 崔梦瑶, 吴昊, 王雨后. 基于能量预测的分簇可充电无线传感器网络充电调度[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(4): 1265-1273.
[4]	牟宗磊, 宋萍, 翟亚宇, 陈晓笑. 分布式测试系统同步触发脉冲传输时延的高精度测量方法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(4): 1274-1281.
[5]	丁宁, 常玉春, 赵健博, 王超, 杨小天. 基于USB 3.0的高速CMOS图像传感器数据采集系统[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(4): 1298-1304.
[6]	陈瑞瑞, 张海林. 三维毫米波通信系统的性能分析[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(2): 605-609.
[7]	张超逸, 李金海, 阎跃鹏. 双门限唐检测改进算法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(2): 610-617.
[8]	关济实, 石要武, 邱建文, 单泽彪, 史红伟. α稳定分布特征指数估计算法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(2): 618-624.
[9]	李炜, 李亚洁. 基于离散事件触发通信机制的非均匀传输网络化控制系统故障调节与通信满意协同设计[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(1): 245-258.
[10]	孙晓颖, 王震, 杨锦鹏, 扈泽正, 陈建. 基于贝叶斯网络的电子节气门电磁敏感度评估[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(1): 281-289.
[11]	武伟, 王世刚, 赵岩, 韦健, 钟诚. 蜂窝式立体元图像阵列的生成[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(1): 290-294.
[12]	袁建国, 张锡若, 邱飘玉, 王永, 庞宇, 林金朝. OFDM系统中利用循环前缀的非迭代相位噪声抑制算法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(1): 295-300.
[13]	王金鹏, 曹帆, 贺晓阳, 邹念育. 基于多址干扰和蜂窝间互扰分布的多载波系统联合接收方法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(1): 301-305.
[14]	石文孝, 孙浩然, 王少博. 无线Mesh网络信道分配与路由度量联合优化算法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2017, 47(6): 1918-1925.
[15]	姜来为, 沙学军, 吴宣利, 张乃通. LTE-A异构网络中新的用户选择接入和资源分配联合方法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2017, 47(6): 1926-1932.

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