自由空间和光纤混合信道量子密钥分配技术研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    61705202
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    23.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    F0515.量子光学
  • 结题年份:
    2020
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2020-12-31

项目摘要

To meet the need of the worldwide space-ground integrated quantum secure communication networks, this project on quantum key distribution problems over free space and optical fiber hybrid channels, based on the research results of quantum key distribution over only free space channels or optical fiber channels and combined with the transmission and retention characteristics of photon quantum states over free space and optical fiber quantum channels, carries out the research on schemes, protocols and encoding technologies of quantum key distribution over free space and optical fiber hybrid channels. This project aims to propose a quantum key distribution scheme which is suitable for transmitting over free space and optical fiber hybrid channels, break through the key technologies of the conversion of between the polarization encoding and phase encoding, develop the converter, build a hybrid channel quantum key distribution demonstration prototype, verify correctness and reasonableness of the quantum key distribution scheme over free space and optical fiber hybrid channels, and provide a feasible approach for the worldwide space-ground integrated quantum secure communication networks.
针对天地一体化广域量子保密通信组网需求,本项目拟以自由空间和光纤混合信道量子密钥分配问题为研究对象,在自由空间或光纤单一信道量子密钥分配研究成果的基础上,结合自由空间量子信道和光纤量子信道对光量子态的传输和保持特性,开展混合信道量子密钥分配方案、协议和编码技术研究。通过本项目研究,旨在提出一种适合混合信道传输的量子密钥分配方案,突破偏振编码和相位编码转换等关键技术,研制偏振和相位编码转换器,搭建混合信道量子密钥分配演示样机,验证自由空间和光纤混合信道量子密钥分配方案的正确性与合理性,为实现天地一体化广域量子保密通信网络提供一种可行的技术途径。

结项摘要

本项目面向天地一体化广域量子保密通信组网需求,针对自由空间和光纤混合信道量子密钥分发开展了研究,通过分析自由空间量子信道和光纤量子信道对量子态的传输和保持特性,提出了基于偏振-相位纠缠的混合信道量子密钥分发方案。方案的关键在于光量子在跨越不同信道时的编码转换技术,我们提出了偏振-相位纠缠编码转换方案,设计了基于两个并联的Mach-Zehnder干涉环的实现方案,仿真分析了干涉环对比度影响因素,有效指导了干涉环的制作,进一步研制了编码转换模块,测试了两个Mach-Zehnder的插入损耗,分别为4.33dB和4.91dB,两个干涉环的臂长差均为4965.9mm,误差小于1mm,对应延时为24.32ns。进一步,搭建了一套单光子混合信道传输测试系统,对水平偏振态和垂直偏振态分别测试了转换为相位态后相应的干涉环干涉对比度,干涉对比度均达到98%,完成了自由空间和光纤混合信道的编码转换功能验证。为我国构建天地一体化广域量子网络提供了一种星地互联的量子通信技术方案。

项目成果

期刊论文数量(2)
专著数量(0)
科研奖励数量(3)
会议论文数量(1)
专利数量(9)
A Self-Stabilizing Phase Decoder for Quantum Key Distribution
用于量子密钥分配的自稳定相位解码器
  • DOI:
    10.3390/app10051661
  • 发表时间:
    2020-03
  • 期刊:
    Applied Sciences
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Huaxing Xu;Shaohua Wang;Yang Huang;Yaqi Song;Changlei Wang
  • 通讯作者:
    Changlei Wang
基于量子纠缠的无漏洞Bell实验进展概述
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    中国电子科学研究院学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李鹏云;许华醒
  • 通讯作者:
    许华醒

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其他文献

其他文献

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AI项目解读示例

课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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