近海污染大气对自由空间量子通信性能的影响

摘要：

自由空间是量子保密通信的重要应用场景之一.近海地区,大气湿度和各种污染大气气溶胶粒子会导致量子链路性能的衰减.基于Mie散射理论,结合近海地区空气湿度对气溶胶粒径及复折射率的影响,计算吸湿后近海污染大气气溶胶的消光系数.根据气溶胶的粒度谱分布函数,分析近海污染大气气溶胶粒子浓度与星地量子链路衰减、量子链路效率及信道纠缠度之间的关系.针对比特翻转噪声及相位阻尼噪声,研究量子隐形传态保真度的变化.结果表明,近海地区大气相对湿度为80％的环境下,当传输距离为6 km,气溶胶粒子数浓度为60 cm-3时,对应的链路衰减系数、链路效率、幅值阻尼信道量子纠缠度分别为1.7 dB、2.02×10-6、0.457.仿真结果可为近海地区量子通信系统的设计与优化提供参考.

关键词：量子通信、近海污染大气、量子链路效率、信道纠缠度、隐形传态保真度

所属期刊栏目：22

分类号：TN929.1;P429

资助基金：国家自然科学基金;国家自然科学基金;江苏省自然科学基金

在线出版日期：2023-04-13（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：14267-14274