[发明专利]量子通信装置和用于量子通信的方法

说明书

本公开涉及量子通信装置和用于量子通信的方法。具体而言，本公开的一个方面涉及一种量子通信装置，包括：编码模块，用于生成经编码的量子信息；以及控制模块，被配置为：确定量子信道的信道状态参数；确定量子通信的可靠性需求；以及至少基于信道状态参数以及可靠性需求来控制编码模块生成经编码的量子信息。

技术领域

本公开涉及量子通信，并且具体地涉及量子通信装置和用于量子通信的方法。

背景技术

量子通信是极具发展潜力的技术领域。例如，量子通信因为其能够提供高效安全的信息传输而备受关注。近年来，量子通信已逐步从理论向应用发展。现有的量子通信系统一般采用二维量子态来表征量子信息，其使用qubit(又称为量子比特)作为基本的信息存储单位。由qubit表征的量子信息是低维(二维)的，该量子信息在通过量子信道时具有较低的可靠性，不适于对可靠性需求较高的业务。另外，对于不同的用户和环境条件，可能存在不同的通信可靠性需求和/或变化的量子信道状态。因此，可能需要灵活的定制化的量子编码方案，以适应变化的需求和环境条件。

发明内容

本公开的一个方面涉及一种量子通信装置，包括：编码模块，用于生成经编码的量子信息；以及控制模块，被配置为：确定量子信道的信道状态参数；确定量子通信的可靠性需求；以及至少基于信道状态参数以及可靠性需求来控制编码模块生成经编码的量子信息。

本公开的另一方面涉及一种量子通信装置，包括：解码模块，用于对量子信息进行检测和解码；控制模块，被配置为：确定量子信道的信道状态参数；控制以将信道状态参数发送给量子通信的发射装置；控制解码模块对从发射装置接收的经编码的量子信息进行检测和解码。

本公开的另一方面涉及一种用于量子通信的方法，包括：确定量子信道的信道状态参数；确定量子通信的可靠性需求；以及至少基于信道状态参数和所述可靠性需求，生成经编码的量子信息。

本公开的另一方面涉及一种用于量子通信的方法，包括：确定量子信道的信道状态参数；将信道状态参数发送给量子通信的发射装置；从发射装置接收经编码的量子信息；以及对经编码的量子信息进行检测和解码。

提供上述方案概述仅为了提供对本文所描述的主题的各方面的基本理解。因此，上述方案中的技术特征仅是示例并且不应被解释为以任何方式限制本文所描述的主题的范围或精神。本文所描述的主题的其他特征、方面和优点将从以下结合附图描述的具体实施方式而变得明晰。

附图说明

当结合附图考虑实施例的以下具体描述时，可以获得对本公开内容更好的理解。在各附图中使用了相同或相似的附图标记来表示相同或相似的部件和操作。其中：

图1示出了根据本公开的实施例的量子通信系统的示意性框图。

图2示出了根据本公开的实施例的用于量子通信的发射装置的示意性框图。

图3示出了根据本公开的实施例的用于量子通信的接收装置的示意性框图。

图4A示出了根据本公开的实施例的用于确定量子信道的信道状态参数的信令流程图。

图4B示出了根据本公开的另一实施例的用于确定量子信道的信道状态参数的信令流程图。

图5示出了根据本公开的实施例的用于基于信道状态参数和可靠性需求来定制量子传输方案的信令流程图。

图6示出了根据本公开的实施例的用于量子通信的示例性方法的流程图。

图7示出了根据本公开的实施例的用于量子通信的示例性方法的流程图。

图8示出了根据本公开的实施例的用于实现多粒子编码的量子线路的示意图。

图9A和图9B分别示出了根据本公开的实施例的多粒子高维量子编码方案的平均保真度曲线。