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摘要
量子通信是当前国内外研究的前沿热点领域,具有理想的信息安全性.为了使干旱和沙漠化地区的量子系统能够几乎全天候的工作,必须开展沙尘湍流大气对自由空间量子信号传输衰减及对通信性能影响的研究.应用米氏散射理论、多重散射模拟方法和大气湍流理论,研究了不同能见度的沙尘湍流大气信道中光波传输的衰减,及多重散射和湍流对衰减的影响,表明随能见度的降低多重散射影响增大,随着距离的增加湍流效应逐渐加强.基于量子幅值阻尼信道模型,分析了不同能见度沙尘湍流大气中的多重散射和湍流对量子信道容量、保真度、误码率的影响.结果表明,随着能见度降低,多重散射效应增强,使衰减和误码率有所减小,而信道容量、保真度和安全密钥率的边界有所增加.沙尘大气中湍流的存在,又会使衰减和误码率增大,而信道容量、保真度和安全密钥率会减小.由此可见,沙尘大气能见度较低时的多重散射和湍流对通信性能的影响不可忽略,在实际应用中应根据能见度和湍流强度自适应地调节量子通信相关参数,以提高量子通信的概率和可靠性.
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单位中国航空工业集团公司雷华电子技术研究所; 西安电子科技大学; 物理学院
