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近地面大气湍流对自由空间量子通信性能的影响
  • ISSN号:1004-4213
  • 期刊名称:《光子学报》
  • 时间:0
  • 分类:G301[文化科学]
  • 作者机构:[1]西安邮电大学通信与信息工程学院,西安710121, [2]西北工业大学电子信息学院,西安710072, [3]西安电子科技大学综合业务网国家重点实验室,西安710071
  • 相关基金:国家自然科学基金(Nos.61172071,61201194); 陕西省自然科学基础研究计划(No.2014JQ8318); 陕西省国际科技合作与交流计划项目(No.2015KW-013)资助
中文摘要:

为了研究近地面大气湍流对自由空间量子通信的影响,基于近地面大气湍流的Tunick模型,得到湍流气象参数与量子信道纠缠度之间的关系,针对量子退极化信道和幅值阻尼信道,建立湍流气象参数与信道容量之间的方程,分析湍流对量子信道利用率的影响,并进行性能仿真.结果表明:当压强为100kPa,风速为2m/s,温度为25℃,相对湿度分别为0.2和0.6时,量子信道的纠缠度分别为0.27和0.18,退极化信道容量分别为0.951 6和0.946 5,幅值阻尼信道容量分别为0.439 0和0.422 7,量子信道利用率分别为0.42和0.37.量子通信信道的各种参数与近地面大气湍流的气象参数有紧密联系,根据近地面大气湍流的气象参数,自适应调整量子通信系统的各项参数,可以提高量子通信的可靠性.

英文摘要:

In order to analyze the performance of free space quantum communication influenced by the atmospheric turbulence which is close to the ground,the relationship between the turbulence meteorological parameters and the entanglement of quantum channel was obtained according to the Tunick model of the atmospheric turbulence. For the quantum depolarization channel and amplitude damping channel, the equation between meteorological parameters and the channel capacity was established. The effect of turbulence on the quantum channel utilization was analyzed, and the performance simulation was carried out.The simulation results show that, when the atmospheric pressure is 100 kPa, the wind speed is 2 m/s, the temperature is 25℃ and relative humidity are 0.2 and 0.6 respectively, the degree of entanglement for the quantum channel are 0.27 and 0.18, the capacity of depolarizing channel are 0.9516 and 0.9465, the capacity of amplitude damping channel are 0.4390 and 0.4227, the utilization of quantum channel are 0.42 and 0.37, respectively. The various parameters of quantum communication channel and the meteorological parameters of the atmospheric turbulence close to the ground are closely linked. The reliability of quantum communication can be improved when the parameters of quantum communication system can be adjusted adaptively based on the meteorological parameters of the atmospheric turbulence closed to the ground.

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期刊信息
  • 《光子学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国光学学会 西安光机所
  • 主编:侯洵
  • 地址:西安市高新区新型工业园信息大道17号47分箱
  • 邮编:710119
  • 邮箱:photo@opt.cn
  • 电话:029-88887564
  • 国际标准刊号:ISSN:1004-4213
  • 国内统一刊号:ISSN:61-1235/O4
  • 邮发代号:52-105
  • 获奖情况:
  • 中文核心期刊,曾获中国光学学会先进期刊奖,中国科学院优秀期刊三等奖,陕西省国防期刊一等奖等
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),波兰哥白尼索引,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:20700