量子通信原理與技術(shù)

內(nèi)容概要

　　本書是關(guān)于量子通信原理與技術(shù)的專著，對國內(nèi)外近年來該領(lǐng)域的研究成果和作者自身研究成果進(jìn)行了總結(jié)。全書由12章組成，遵循“量子力學(xué)基礎(chǔ)—量子信息論—量子通信協(xié)議—實(shí)現(xiàn)量子通信所涉及的關(guān)鍵技術(shù)—典型量子通信系統(tǒng)舉例—量子通信技術(shù)發(fā)展展望”的主線，詳細(xì)介紹量子通信的基本原理和關(guān)鍵實(shí)現(xiàn)技術(shù)。主要內(nèi)容有：緒論，量子力學(xué)基礎(chǔ)，量子信息的基本概念，量子信息論簡介，量子通信協(xié)議，量子信號產(chǎn)生技術(shù)，量子信號調(diào)制技術(shù)，量子信號探測技術(shù)，量子中繼技術(shù)，量子網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，典型量子通信系統(tǒng)和量子通信發(fā)展展望。

書籍目錄

第1章 緒論
1.1 量子力學(xué)發(fā)展歷史回顧
1.1.1 黑體輻射與普朗克的能量子假說
1.1.2 光電效應(yīng)與愛因斯坦的光量子理論
1.1.3 玻爾的舊量子論
1.1.4 德布羅意的物質(zhì)波
1.1.5 波動力學(xué)和矩陣力學(xué)
1.2 量子信息學(xué)的研究范疇
1.2.1 量子計算
1.2.2 量子通信
1.3 量子通信的發(fā)展現(xiàn)狀
參考文獻(xiàn)
第2章 量子力學(xué)基礎(chǔ)
2.1 量子力學(xué)公設(shè)
2.1.1 狀態(tài)空間
2.1.2 力學(xué)量
2.1.3 量子態(tài)的演化
2.1.4 量子測量
2.1.5 復(fù)合系統(tǒng)
2.2 純態(tài)與混合態(tài)
2.2.1 混合態(tài)的定義與描述
2.2.2 混合態(tài)的動力學(xué)方程與測量
2.2.3 約化密度矩陣
2.2.4 Schmidt分解與混合態(tài)的純化
2.3 光場的量子化
2.3.1 麥克斯韋方程的量子化
2.3.2 光子數(shù)態(tài)
2.3.3 相干態(tài)
2.3.4 壓縮態(tài)
參考文獻(xiàn)
第3章 量子信息的基本概念
3.1 量子比特
3.1.1 經(jīng)典比特
3.1.2 量子比特定義與表示
3.1.3 量子比特的物理實(shí)現(xiàn)舉例
3.2 量子糾纏
3.2.1 量子糾纏態(tài)
3.2.2 連續(xù)變量糾纏
3.2.3 EPR佯謬與Bell不等式
3.3 量子信息特性
3.3.1 非正交量子態(tài)的不可區(qū)分性
3.3.2 未知量子態(tài)的不可克隆性
3.3.3 海森堡不確定性原理
參考文獻(xiàn)
第4章 量子信息論簡介
4.1 量子信息測度
4.1.1 經(jīng)典香農(nóng)熵
4.1.2 量子馮諾依曼熵
4.1.3 量子保真度
4.1.4 可訪問的最大信息
4.2 量子信源編碼
4.2.1 經(jīng)典信源編碼定理
4.2.2 量子信源編碼定理
4.3 量子噪聲理論
4.3.1 開放量子系統(tǒng)的動力學(xué)
4.3.2 典型的量子噪聲信道模型
4.4 量子信道編碼
4.4.1 經(jīng)典噪聲信道編碼定理
4.4.2 量子噪聲信道編碼定理
4.4.3 量子單一界
參考文獻(xiàn)
第5章 量子通信協(xié)議
5.1 基于糾纏光子信號的量子通信協(xié)議
5.1.1 量子隱形傳態(tài)通信協(xié)議
5.1.2 量子密集編碼通信協(xié)議
5.1.3 Ekert91量子通信協(xié)議
5.2 基于單光子信號的量子通信協(xié)議
5.2.1 BB84量子通信協(xié)議
5.2.2 B92協(xié)議及六態(tài)量子通信協(xié)議
5.2.3 誘騙態(tài)量子通信協(xié)議
5.3 基于連續(xù)變量信號的量子通信協(xié)議
5.3.1 連續(xù)變量量子隱形傳態(tài)通信協(xié)議
5.3.2 連續(xù)變量量子密集編碼通信協(xié)議
5.3.3 基于相干態(tài)的連續(xù)變量量子通信協(xié)議
參考文獻(xiàn)
第6章 量子信號的產(chǎn)生技術(shù)
6.1 糾纏光子信號的產(chǎn)生技術(shù)
6.1.1 參量下轉(zhuǎn)換糾纏光子產(chǎn)生技術(shù)
6.1.2 光子晶體光纖糾纏光子產(chǎn)生技術(shù)
6.2 單光子信號的產(chǎn)生技術(shù)
6.2.1 單光子槍
6.2.2 弱相干光脈沖產(chǎn)生技術(shù)
6.3 連續(xù)變量量子信號的產(chǎn)生技術(shù)
6.3.1 壓縮態(tài)的產(chǎn)生技術(shù)
6.3.2 連續(xù)變量糾纏態(tài)的產(chǎn)生技術(shù)
6.3.3 連續(xù)變量相干態(tài)信號產(chǎn)生技術(shù)
參考文獻(xiàn)
第7章 量子信號的調(diào)制技術(shù)
7.1 真隨機(jī)數(shù)的產(chǎn)生技術(shù)
7.1.1 基于光子路徑的真隨機(jī)數(shù)源
7.1.2 基于真空態(tài)量子噪聲的真隨機(jī)數(shù)源
7.2 單光子量子信號的調(diào)制技術(shù)
7.2.1 偏振調(diào)制
7.2.2 相位調(diào)制
7.2.3 頻率調(diào)制
7.3 連續(xù)變量量子信號的調(diào)制技術(shù)
7.3.1 高斯調(diào)制
7.3.2 離散調(diào)制
參考文獻(xiàn)
第8章 量子信號的探測技術(shù)
8.1 單光子信號探測技術(shù)
8.1.1 基于雪崩光電二極管的單光子探測技術(shù)
8.1.2 基于超導(dǎo)體的單光子探測技術(shù)
8.2 連續(xù)變量體系的探測技術(shù)
8.2.1 平衡零拍探測技術(shù)
8.2.2 連續(xù)變量信號探測中的光電轉(zhuǎn)換技術(shù)
參考文獻(xiàn)
第9章 量子中繼技術(shù)
9.1 基于拉曼散射的量子中繼技術(shù)
9.1.1 基于單光子測量的糾纏產(chǎn)生
9.1.2 基于單光子測量的糾纏交換
9.2 基于雙光子測量的量子中繼方案
9.2.1 基于雙光子測量的糾纏產(chǎn)生
9.2.2 基于雙光子測量的糾纏交換
9.3 基于薛定諤貓態(tài)的連續(xù)變量量子中繼方案
9.3.1 光學(xué)薛定諤貓態(tài)的制備
9.3.2 糾纏態(tài)的非局域制備
9.3.3 接近確定性的糾纏交換
9.4 量子中繼技術(shù)的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
9.4.1 單光子量子中繼技術(shù)的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
9.4.2 連續(xù)變量量子中繼技術(shù)的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
參考文獻(xiàn)
第10章 量子通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)
10.1 量子通信網(wǎng)絡(luò)中的交換技術(shù)
10.1.1 量子空分交換的基本原理
10.1.2 量子空分交換網(wǎng)絡(luò)的實(shí)現(xiàn)
10.1.3 基于量子門的量子交換技術(shù)
10.1.4 其他量子交換技術(shù)
10.2 量子通信網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)
10.2.1 量子通信網(wǎng)絡(luò)的功能體系
10.2.2 量子通信網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議體系
10.2.3 量子通信網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
參考文獻(xiàn)
第11章 典型的量子通信系統(tǒng)
11.1 有線量子通信系統(tǒng)
11.1.1 光纖量子信道特性
11.1.2 基于單光子的光纖量子通信系統(tǒng)
11.1.3 基于連續(xù)變量的光纖量子通信系統(tǒng)
11.2 無線量子通信系統(tǒng)
11.2.1 自由空間量子信道特性
11.2.2 基于單光子的自由空間量子通信系統(tǒng)
11.2.3 基于糾纏光子的自由空間量子隱形傳態(tài)
11.3 量子通信實(shí)驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)
11.3.1 DARPA量子保密通信網(wǎng)絡(luò)
11.3.2 SECOQC量子保密通信網(wǎng)絡(luò)
11.3.3 Tokyo Quantum Network 高速量子保密通信網(wǎng)絡(luò)
11.3.4 量子電話網(wǎng)
參考文獻(xiàn)
第12章 量子通信發(fā)展展望
12.1 量子通信的現(xiàn)實(shí)安全性
12.1.1 實(shí)際量子通信系統(tǒng)的安全性問題
12.1.2 幾種典型的量子攻擊技術(shù)
12.2 量子存儲技術(shù)
12.2.1 光量子存儲器的基本原理
12.2.2 量子存儲技術(shù)的技術(shù)現(xiàn)狀和發(fā)展展望
12.3 量子信道復(fù)用技術(shù)
12.3.1 波分復(fù)用技術(shù)原理
12.3.2 量子信道的波分復(fù)用中的噪聲源
12.3.3 量子信道復(fù)用的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
12.4 星地量子通信技術(shù)
12.4.1 星地量子通信
12.4.2 星地糾纏分發(fā)
12.4.3 星地量子隱形傳態(tài)
12.4.4 全球量子通信網(wǎng)絡(luò)
12.5 量子時代與全量子網(wǎng)絡(luò)
參考文獻(xiàn)
附錄A 線性代數(shù)相關(guān)知識
附錄B 本書中涉及的重要縮寫詞

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無

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