连续变量量子密钥分发数据协商的研究

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1、单位代码：１０２９３密级：公开．．．，．－‘＇ｔ．．■考巫＃隹硕女讼戈ｍ论文题目；连续变量量子密钥分发数据协商的研究学号１２１３０１２５１８姓名肖红导师赵生妹教授专业学位类别工程硕±类型＇今曰制专业（领域）电子与通信工程；；论文提交曰期０—六年兰月二StudyonReconciliationProtocolforContinuousVariableQuantumKeyDistributionThes

2、isSubmittedtoNanjingUniversityofPostsandTelecommunicationsfortheDegreeofMasterofEngineeringByXiaoHongSupervisor:Prof.ZhaoShengmeiMarch2016南京邮电大学学位论文原创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。，除了文中特别加ＬＪ标注和致谢的地方外尽我所知，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研巧成果，也不包含为获得南京邮电大学或其

3、它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。一本人学位论文及涉及相关资料若有不实，愿意承担切相关的法律责任。．研究生签名：心日期ＰＲ：巧南京邮电大学学位论文使用授权声明本人授权南京邮电大学可ｔＵ保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子文＞档１；允许论文被查阅和借阅１；可＾将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索；可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编本学位论文。本文电子文档的内容和纸质

4、一论文的内容相致。论文的公布（包括刊登）授权南京邮电大学研究生院办理。涉密学位论文在解密后适用本授权书。研巧生签名：导师签名：日期：＾１１摘要连续变量量子密钥分发（CVQKD）因为具有量子信号容易产生、测量方便，并且通信容量高等诸多优势，已经成为量子密钥分发中的研究热点。然而由于量子信道存在噪声以及CVQKD系统不理想，通信双方的筛后密钥间存在错误。数据协商成为获得高效CVQKD协议的关键。使用有效的信道编码是实现高效CVQKD数据协商协议的手段。2007年，Arikan首次提出一种理论上可达到信道容

5、量的极化码（Polar码），它具有低编译码复杂度，且可适用于信源和信道编码。论文基于Polar码研究连续变量量子密钥分发的数据协商协议，具体工作如下：（1）论文在多维协商算法基础上，提出了一种基于Polar码的多维协商协议。该协议分为多维协商和Polar码纠错两个模块。在多维协议模块中首先将原始长密钥分成多组d维向量集合，然后对集合中的每组向量分别进行归一化、球面化和旋转处理，获得一系列二进制密钥串。在Polar码纠错模块，冻结位比特作为协商信息被发送到接收端。接收端接收到协商信息后利用带有边信息的信道编码模型进

6、行译码，最终得到一致密钥。数值仿真验证了该协议的可行性，并且该协议比同等条件下基于LDPC码的多维协商协议的效率更高。（2）论文以吞吐量为CVQKD数据协商协议的指标，提出了一种基于双向纠错的高速连续变量数据协商协议。协议中通信双方将各自筛后密钥分为两组，并行地对其中一组密钥进行编码得到校验子，作为协商信息发送给对方；随后，根据自己的另一组数据以及对方发送过来的校验信息进行译码。仿真结果表明该协议能将系统吞吐量提高为将近原来的2倍，并且对于密钥长度更长的CVQKD系统，系统的吞吐量提高更多。（3）论文在多级编码调

7、制技术（MLC）基础上，提出了一种基于级联Polar码多级编码的连续变量数据协商协议。该协议通过最优量化或者均匀量化方法将连续变量离散化为多级二进制数据，对每一级二进制数据选用合适码率的级联Polar码进行编码，发送校验信息给另一方，接收方利用多级译码算法（MSD）进行译码得到最终的密钥。仿真结果从误比特率角度和协商效率角度验证了基于级联Polar码多级编码的连续变量数据协商协议的可行性，并且该协议与应用LDPC码的MLC/MSD协议相比，协商效率得到了大大提高。关键词:连续变量量子密钥分发，数据协商协议，Pol

8、ar码，多维协商，吞吐量，多级编码IAbstractContinuousvariablequantumkeydistribution(CVQKD)isahottopicinquantumkeydistribution,becauseithasmaturequantumsignalsourceandmeasurementdevice,highcommunicationcap