量子通信系统中数据采集系统研究

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1、分类号鱼堑1．2学校代码一10542密级学号201102111026量子通信系统中数据采集系统研究ResearchofDataacquisitionsysteminquantumcommunicationsystem研究生姓名指导教师姓名、职称学科专业研究方向湖南师范大学学位评定委员会办公室二零一四年五月一摘要从二十世纪七十年代开始，由量子力学和经典信息科学相结合诞生了一门崭新的学科一量子信息学，其中主要涵盖了量子通信、量子计算等领域。由于量子信息技术巨大的应用潜力和重大的科学意义，近些年来以量子通信技术为代表的量子信息技术，引起了科学界和工程界极大的关注。量子通信是由量子力学理论与经典

2、通信理论相结合而形成，其具有经典通信无法比拟的优势和应用前景，具有通信效率高、信道容量大和绝对安全的特点。量子通信系统包括量子光学部分和电子学部分，其中电子学部分中数据采集系统是整个通信系统能够完美运行的关键部位。我们实验室计划研制的量子通信系统要求数据采集系统具有八个信号输入通道以及一个同步信号通道，量子信道传输到接收端的光子经过单光子探测器转化为连续的脉冲信号，最终八路脉冲信号输入数据采集系统进行处理，系统将记录每路脉冲信号，并通过USB与上位机通信。同时也为对基于纠缠态光子的量子隐形传态以及多种量子信息实验做好电子学准备，并在本文中介绍了利用现场可编程门阵列(FPGA)研制的多通道

3、符合计数模块。本文介绍了此基于FPGA的多通道计数模块与符合模块的设计原理及其处理程序和调试过程。主要内容有以下两个部分：第一：介绍了基于FPGA的多通道数据采集系统的设计思想和结构。第二：介绍了基于FPGA的多通道计数系统的设计方法，与利用FPGA开发板所制作的符合系统，并通过实验测试各模块性能。基于FPGA的多通道数据采集系统结构紧凑，成本低，同时FPGA可以多次重复配置，方便使用者修改自己的设计，与传统的计数器或符合计数器相比有更大的灵活性，可以更好的应用于量子通信或量子信息科学的其他实验中。关键词：量子通信，数据采集，FPGAlIABSTRACTSincethe1970s，Byt

4、hecombinationofquantummechanicsandclassicalinformationsciencewasbornanewdiscipline—Quantuminformationscience，whichmainlyincludesquantumcommunicationandquantumcomputing．Becauseofitshugepotentialapplicationvalueandscientificsignificance，inrecentyears，quantuminformationscience，inparticular，quantumco

5、mmunication，causedtheattentionofthescienceandengineering．Quantumcommunicationisacombinationofquantummechanicstheoryandclassicalcommunicationtheory，withclassiccommunicationincomparableadvantagesandapplicationprospects，hasthecharacteristicsofCommunicationwithhighefficiency，thecharacteristicsofthech

6、annelcapacityandabsolutesafety．Quantumcommunicationsystemincludesquantumopticsandelectronicsparts，thedataacquisitionsystemoftheelectronicssectionisthekeypartofthewholecommunicationsystemisabletorunperfectly．Ourlaboratoryplanstodevelopquantumcommunicationsystemrequirementsofdataacquisitionsystemwi

7、theightsignalinputchannelandasynchronoussignalchannel，thequantumchanneltransmissiontophotonsatthereceivingendthroughthesinglephotondetectorintoacontinuouspulsesignal，eventuallyeight-wayspulsesignalinputdataacquisitions