基于量子纠错码的小型量子网络路由通信协议-论文.pdf

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1、第1期电子学报Vo1．43No．12015年1月ACTAELEC讯0NICAsINICAJan．2015基于量子纠错码的小型量子网络路由通信协议马鸿洋，郭忠文，范兴奎，王淑梅(1．青岛理工大学理学院，山东青岛266033；2．中国海洋大学信息科学与工程学院，山东青岛26610o)摘要：在小型量子网络中采用量子隐形传态通信从物理机制上保证通信信息的绝对安全，但是由于量子信道存在噪声，干扰信息的正确性从而产生误码．为保证通信信息的可靠性，本文提出基于量子纠错码的小型量子网络路由通信协议．根据小型量子网络的路由特点构建路由表；依据路由表实现源量子节点到一跳、两跳目的量子节点的量子隐形传态；利用

2、量子纠错码纠正因噪声产生的误码信息；对该协议的安全性进行理论证明．关键词：量子纠错码；小型量子网络；量子隐形传态；一跳；两跳中图分类号：TN918．91文献标识码：A文章编号：0372．2112(2015)01．0171．05电子学报URL；hap：／／www．ejoun1a1．org．cnI)OI：10．3969／j．issn．0372—2112．2015．01．027TheRoutingCommunicationProtocolforSmallQuantumNetworkBasedonQuantumErrorCorrectionCodeMAHong—yang'，GUOZhong．we

3、n2，FANXing．kui，WANGShu．mei(1．SchoolofSciences，TechnologicalUmvers~,，Qingdao，Shandong266033，Chma；2．oft,dorm,U~ScienceandEngineering，OceanUmversi~ofChina，咖，Shandong266100，China)Abstract：Insmallquantumnetwork，thesecurityofcommunicationinformationcarlbeguaranteedphysicallybytheapplica—tionofquantumte

4、leportation，thenoiseofquantumchannelwillbeboundtointerferewiththecommunicationinformation，leadingtotheelTOrofcode．Inordertoguarmlteethereliabilityofinformationcommunication，amutingprotocolofsmallquantumnetworkisproposedbasedonquantumerrorcorrectingcode．According幻themutingcharacteristicsofsmallqua

5、ntumnetwork．correspond—ingmutingtablesaremade．Onthebasisofthesemutingtables，quantumteleportationCallberealizedfromsoul~equantumnodetothenodeswithinone-hoportwo-hop．Correcttheen傩ofcoderesultingfromnoiseofquantumchannelbasedonell'orcorrectingcodetheory，andhandleitaccora~y，tOensILr~thereliabilityofc

6、ommunicationinformationatdatalinklayer．Thesecurityoftheprotocolisprovedintheory．Keywords：quantumencorrectioncode；smallquantumnetwork；teleportation；one-hop；two-hop态通信，然而实际通信系统中信道噪声是不可避免的，1引言对噪声误码纠正好坏直接关系到通信质量的优劣．量子网络_1J是由若干随机部署量子节点组成的本文在前人讨论的基于量子隐形传态的量子网络通信模型，通信主要方式是在经典通道配合下的量子信路由通信协议的基础上，首次提出基于量子

7、纠错码的小道隐形传态．国内外相关研究成果较多．2012年，余旭型量子网络路由通信协议，依据路由表实现源量子节点涛等提出融合量子隐形传态的无线自组织量子网络路到一跳、两跳目的量子节点的量子隐形传态，采用量子由协议E6]，依照路由度量选择传输路径，用量子隐形传纠错码理论来实现对误码的纠正，确保数据链路层量子态实现无线自组织量子通信网络的数据通信；2012年，信息传输的可靠性．杨小琳等提出利用量子隐形传态的方法进行数据链路2小型量子网络通