[发明专利]用于无线量子通信网络的信息传输方法

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信和信息传播技术，尤其涉及用于无线量子通信网络信息传输技术。

背景技术

目前无线通信网络得到了广泛应用，网络中节点以无线方式传输信息，易于组网扩展，具有高度的灵活性。安全性是无线网络面临的一大问题，将无线网络与量子信息技术相结合，利用量子的不确定性原理和不可克隆原理，可以保证网络的安全性，同时还可以提高信息容量，带来一种灵活、高速、安全、高容量的无线通信方式。对于无线量子通信网络，可以将要传输的信息携带在量子态上，采用量子远程传态与纠缠交换技术，结合无线网络传输携带信息的量子态。量子远程传态利用收发双方所共同拥有的纠缠量子对（如EPR对）传送量子信息，因其非局域性、不可逆性和瞬时性，被广泛应用于量子通信网络中。在量子远程传态基础上,结合纠缠交换可以实现多节点远距离通信。

目前，量子通信网络的研究主要针对有线量子通信网络以及简单拓扑结构的无线量子通信网络,对复杂拓扑结构下的无线量子通信网络的研究处于起步阶段。而且对无线量子通信网络的研究工作，目前主要集中在网络安全领域,对网络结构、协议等研究较少。陈Cheng等人在文献“Quantum Communication for Wireless Wide-Area Networks”（无线广域网络量子通信）中提出了在量子域内无线通信网络中的量子路由算法，对已建立路由后量子态的传递进行了研究，这是首次在量子领域内对无线通信问题进行研究，该算法主要利用量子远程传态和纠缠交换构建量子中继和量子对桥来实现量子态在量子无线网络内的传递，所研究的网络结构为分层网络结构，并且未涉及对路由选择、建立和维护的具体研究。本专利给出了将信息携带在量子态上的无线量子通信网络中信息传输的方法，包含路由的建立，量子信息的传输等。

本专利中需要用到贝尔基测量，量子隐形传态技术和量子纠缠交换技术，这三种技术在理论和实验中均得到了验证，分别介绍如下。

贝尔基测量：

对于两个两态粒子的量子系统，存在下面4个量子态：

|φ±⟩12=12(|H⟩1|H⟩2±|V⟩1|V⟩2),]]>