量子通信(第二版)

本书可以分为四个部分：第一部分（第1－4章 ）为概念与基础理论部分，重点讨论量子通信的基 本概念、物理基础、量子比特与量子线路、量子通 信；第二部分（第5－8章）为典型协议与系统部分 ，重点讨论量子隐形传态、离散变量与连续变量量 子密钥分发、量子安全直接通信；第三部分（第9章 ）为量子编码部分，重点讨论量子信源编码和纠错 编码；第四部分（第10章）为量子通信网络部分， 重点介绍了有关量子通信网络的知识。

第1章 概述 1.1 量子通信的基本概念和类型 1.1.1 量子通信的基本概念 1.1.2 量子通信的类型 1.2 量子通信系统的性能指标 1.3 量子通信发展现状与展望 1.3.1 量子保密通信发展现状 1.3.2 量子通信标准化进展 1.3.3 量子通信发展展望 第2章 相关基础知识 2.1 量子力学基本假设与相关原理 2.1.1 状态空间假设与未知量子态不可克隆定理 2.1.2 力学量算符假设与海森堡不确定性原理 2.1.3 量子态演化假设 2.1.4 测量假设 2.1.5 复合系统假设 2.2 密度算子 2.2.1 密度算子的概念与性质 2.2.2 量子力学假设的密度算子描述 2.2.3 约化密度算子 2.3 量子纠缠 2.3.1 Bell不等式与量子纠缠态 2.3.2 量子纠缠的判定 2.3.3 量子纠缠的制备与检验 2.3.4 量子纠缠的度量 2.3.5 纠缠交换与纠缠纯化 2.4 光场的量子态 2.4.1 电磁场的量子化 2.4.2 Fock态、高斯态、相干态和压缩态的概念 2.4.3 连续变量量子纠缠态 第3章 量子比特与量子线路基础 3.1 量子比特及图形化表示 3.1.1 量子比特的概念 3.1.2 Bloch球 3.2 冯·诺依曼熵 3.2.1 冯·诺依曼熵的概念和计算 3.2.2 联合熵、相对熵、条件熵和互信息 3.2.3 Holevo界 3.3 量子门与量子线路 3.3.1 单量子比特门 3.3.2 多量子比特门 3.3.3 通用门集 3.3.4 量子线路 3.4 量子算法举例 3.4.1 Deutsch-Jozsa算法 3.4.2 Grover算法 3.4.3 Shor算法 第4章 量子信道 4.1 量子信道模型 4.1.1 量子信道的酉变换模型和测量算子模型 4.1.2 量子信道的公理化表述 4.1.3 量子信道的算子和模型 4.2 特定量子信道模型 4.2.1 比特翻转信道 4.2.2 相位翻转信道 4.2.3 退偏振信道 4.2.4 幅值阻尼信道 4.2.5 相位阻尼信道 4.2.6 玻色量子高斯信道 4.3 光纤量子信道 4.3.1 光纤量子信道的损耗 4.3.2 光纤量子信道的偏振模色散 4.3.3 光量子信号和数据在单根光纤中的传输 4.4 自由空间量子信道 4.4.1 自由空间量子信道的特点 4.4.2 自由空间量子信道的传输特性 4.5 量子信道的容量 4.5.1 经典容量 4.5.2 纠缠辅助经典容量 4.5.3 量子容量 4.5.4 秘密经典容量 第5章 量子隐形传态 5.1 量子隐形传态的原理 5.1.1 量子隐形传态原理 5.1.2 基于单量子比特测量的量子隐形传态 5.1.3 可控量子隐形传态 5.2 量子隐形传态实验进展 5.2.1 基于光量子的隐形传态实验 5.2.2 不同系统之间的量子隐形传态 5.2.3 量子门的隐形传态 5.2.4 基于量子隐形传态的量子网络 5.3 多量子比特的隐形传态 5.3.1 两粒子量子隐形传态 5.3.2 三粒子量子隐形传态 5.4 连续变量量子隐形传态 5.5 远程量子态制备 5.5.1 远程量子态制备的基本原理 5.5.2 远程量子态制备实验 第6章 离散变量量子密钥分发 6.1 DV-QKD系统中的编码 6.1.1 偏振编码 6.1.2 相位编码 6.1.3 时间编码 6.2 BB84协议和B92协议 6.2.1 BB84协议 6.2.2 BB84协议的安全性 6.2.3 B92协议 6.3 基于诱骗态的量子密钥分发 6.3.1 诱骗态量子密钥分发原理 6.3.2 诱骗态量子密钥分发协议密钥产生率分析 6.3.3 基于预报单光子源的诱骗态量子密钥分发 6.4 基于偏振编码的量子密钥分发系统 6.4.1 基于BB84协议的偏振编码QKD系统 6.4.2 偏振及偏振控制 6.4.3 基于偏振编码和诱骗态的QKD系统 6.5 基于相位编码的量子密钥分发 6.5.1 相位编码QKD原理 6.5.2 基于相位编码的QKD系统实现 6.5.3 Plug-Play型相位编码QKD系统 6.5.4 差分相移系统 6.6 基于纠缠态的量子密钥分发 6.6.1 E91协议及实现 6.6.2 BBM92协议及实现 6.7 离散变量测量设备无关量子密钥分发 6.7.1 MDI-QKD原理与实现 6.7.2 基于孪生光场的量子密钥分发 6.8 实际量子密钥分发系统的安全性 第7章 连续变量量子密钥分发 7.1 CV-QKD系统中的调制与检测技术 7.1.1 CV-QKD中的调制方法 7.1.2 CV-QKD中的检测技术 7.2 基于高斯调制相干态的连续变量量子密钥分发 7.2.1 基于高斯调制相干态的CV-QKD协议 7.2.2 密钥率分析 7.2.3 基于相干态的CV-QKD实现 7.3 基于离散调制的连续变量量子密钥分发 7.3.1 基于离散调制的CV-QKD协议 7.3.2 密钥率分析 7.3.3 基于离散调制的CV-QKD实现 7.4 基于纠缠态的连续变量量子密钥分发 7.4.1 基于纠缠态的CV-QKD协议 7.4.2 基于纠缠态