量子多址信道下信道容量和多用戶(hù)檢測(cè)方法研究.pdf

1、以量子力學(xué)為基礎(chǔ)的量子信息學(xué)為信息科學(xué)和技術(shù)的變革提供了新的物理基礎(chǔ)，為信息科學(xué)的發(fā)展提供了新的原理和方法。量子多址信道容量為多用戶(hù)量子信息傳輸?shù)於嘶A(chǔ)，量子多用戶(hù)檢測(cè)技術(shù)為量子多用戶(hù)通信的實(shí)現(xiàn)提供保障。本文研究量子多址信道下的信道容量和多用戶(hù)檢測(cè)問(wèn)題。 量子信息論的一個(gè)最基本問(wèn)題是在限定的可利用資源條件下的信息傳輸效率問(wèn)題。與經(jīng)典情況不同，量子信息論中存在著兩種效率，分別取決于所要傳輸?shù)男畔⑿再|(zhì)。一種是用量子態(tài)傳送常規(guī)數(shù)字序

2、列，即用量子手段傳輸經(jīng)典信息；另一種是直接傳送量子態(tài)，這時(shí)量子態(tài)對(duì)發(fā)送者而言是未知的，即用量子手段傳輸量子信息。信息傳輸?shù)男蕷w結(jié)為信道中傳輸?shù)谋忍芈?，即信道容量。根?jù)量子信道上傳輸?shù)牧孔討B(tài)，對(duì)應(yīng)于所傳輸?shù)氖墙?jīng)典信息和量子信息，其容量定義為經(jīng)典容量和量子容量。本文在比特翻轉(zhuǎn)和退極化量子多用戶(hù)通信系統(tǒng)模型基礎(chǔ)上，從理論上推導(dǎo)出比特翻轉(zhuǎn)信道和退極化信道的經(jīng)典容量和量子容量，并對(duì)這兩種容量進(jìn)行對(duì)比分析。 量子多用戶(hù)檢測(cè)是量子多用戶(hù)通信

3、中一個(gè)至關(guān)重要的環(huán)節(jié)，其中量子檢測(cè)算法是其核心。量子平方根檢測(cè)(SRM)算法是量子通信中常用的一種檢測(cè)算法，它屬于量子POVM檢測(cè)。在檢測(cè)量子態(tài)具有對(duì)稱(chēng)性的情況下，SRM算法能以較低的計(jì)算復(fù)雜度接近量子最佳貝葉斯檢測(cè)算法的性能，且適用于混合量子態(tài)的檢測(cè)。本文首先在無(wú)噪量子多用戶(hù)通信模型基礎(chǔ)上，分析了基于最佳貝葉斯檢測(cè)和量子平方根檢測(cè)的多用檢測(cè)方案。然后在含退極化噪聲模型的量子多址信道下，分別依據(jù)量子平方根檢測(cè)算法和最小平方檢測(cè)，對(duì)退極化