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题名基于循环码和信息压缩融合的量子保密通信算法
被引量：3
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作者
马鸿洋
张鑫
徐鹏翱
刘芬
范兴奎
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机构
青岛理工大学理学院
青岛理工大学量子光学与量子通信研究中心
青岛理工大学信息与控制工程学院
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出处
《通信学报》
EI
CSCD
北大核心
2020年第3期190-196,共7页
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基金
国家自然科学基金资助项目(No.11975132,No.61772295)
山东省自然科学基金资助项目(No.ZR2019YQ01)
山东省高等学校科技计划基金资助项目(No.J18KZ012)。
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文摘
针对经典保密通信中信息安全传输的问题,提出了一种基于循环码和信息压缩的量子保密通信算法。首先,发送端对传输的信息进行预处理,将其分割为长度不等的2组数据,分别用于循环编码和压缩编码。然后,发送端添加一串量子态传输至接收端,采用误码数作为信道安全检测的依据,若信道安全,则对预处理后的数据量子态处理,利用量子稳定子码编码分段并传输,依据稳定字码的特性克服环境引起的误码。最后,接收端接收到量子信息后进行解码,并解循环和解压缩从而获得数据。安全性分析表明,所提量子保密通信算法能较好地抵抗篡改和截断信息的攻击。仿真结果表明,对于数据压缩部分按5分段能获得较好的效果。
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关键词
循环码
信息压缩
量子稳定子码
通信效率
量子保密通信
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Keywords
cyclic code
information compression
quantum stabilizer code
communication efficiency
quantum secure communication
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分类号
TN911
[电子电信—通信与信息系统]
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题名高维量子低密度奇偶校验码纠缠度
被引量：2
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作者
范兴奎
颜丹丹
刘芬
马鸿洋
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机构
青岛理工大学理学院量子光学与量子通信研究中心
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出处
《中国科学：信息科学》
CSCD
北大核心
2022年第3期539-552,共14页
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基金
国家自然科学基金(批准号:11975132,61772295)项目资助。
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文摘
量子纠错与量子计算是量子信息科学坚实的基础和重要的组成部分.在实际应用中,如大气传输中的量子通信,将需要多种数学运算,其中包括量子纠错码.量子纠错码可以抵抗噪声,但由于构造量子纠错码依赖于量子纠缠,因此被认为是困难的.利用图态解决码字纠缠度是一个很有前途的解决方案,但高维图态构造起来仍有诸多困难,上述困难可以巧妙地通过码字纠缠的上界和下界来解决.本文根据稳定子码循环差集的特性和经典低密度奇偶校验(low-density parity check,LDPC)码的U和B组合,构造了高维量子低密度奇偶校验(quantum low-density parity check,QLDPC)码.通过计算新码元的非Z型生成元并求出其最小数目得到新码元的纠缠上界;再计算新码校验矩阵的秩作为纠缠下界.当码字纠缠上界和下界不同时,利用机器学习中的学习向量量化(learning vector quantization,LVQ)算法可同时求得码字纠缠度和编码复杂度,以此推得它们之间的关系.在计算运行速度方面,对比拉格朗日乘数法中的迭代算法,LVQ算法运行速度提高了37:68%,而且在稳定性和精度方面,LVQ算法的性能优于拉格朗日乘数法中的迭代算法.本文在量子码字纠缠度的测量中迈出了重要的一步,为设计具有更高译码效率的量子纠错码提供了帮助.
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关键词
量子低密度奇偶校验码
稳定子码循环差集
U和B组合
码字纠缠度
学习向量量化
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Keywords
quantum low-density parity codes
cyclic difference set of stabilizer codes
combination of U and B
codewords entanglement measurement
learning vector quantization
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分类号
O413
[理学—理论物理]
TN911.22
[理学—物理]
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