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电子通信与计算机科学

基于光通信技术的物联网数据加密技术分析

娜 赵

Published Jan 1, 2026• 0 citations
Publisher

Abstract

本文旨在系统性地分析基于光通信技术的物联网数据加密体系。首先，深入剖析了物联网数据安全的核 心需求与传统加密范式的瓶颈；其次，详细阐述了光纤通信与自由空间光通信（FSO）两大主流光通信模式的技术原 理及其为数据安全提供的独特物理基础；在此基础上，重点探讨了面向光通信物联网的多层次加密策略，包括物理层 安全增强、传统密码算法的适应性优化以及前沿的量子密钥分发（QKD）技术的融合应用；最后，对当前技术面临的 挑战与未来发展趋势进行了展望。研究表明，构建一个深度融合光通信物理特性的“物理-逻辑”协同加密体系，是 实现物联网数据端到端、高可靠、抗量子攻击安全传输的根本路径。

DOI
10.37155/2717-5170-0805-34

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物体运动的光测速度与观测者位置效应的关系研究

曾纪晴

物体的运动速度通常是基于光(或电子设备)的观测速度。本文研究了基于光的物体运动速度的观测问题,发现物体运动的光测速度受观测者位置效应的影响。在此基础上,本文提出了测量光速的新方法,解释了牛顿经典力学适合物体低速运动情形以及物体在高速运动条件下光测速度与实际速度产生较大偏差的原因。本文还分析了高能粒子加速器的粒子运动速度以及微观粒子运动的观测问题。最后,本文讨论了“同时性的相对性问题”以及惯性系坐标的变换问题。

•Dec 10, 2020•0 citations

多光子干涉在量子计算及量子机器学习中的研究进展（特邀）

占浩 Zhan Hao, 胥亮 Xu Liang, 张利剑 Zhang Lijian

多光子干涉是由全同光子在多模线性光网络中产生的联合量子干涉效应，属于光量子系统中一类核心的非经典现象，也是光量子信息处理的重要资源。近年来，随着光量子信息技术的迅速发展，多光子干涉在通用光量子逻辑门的构建以及经典计算机难以模拟的玻色采样等量子计算任务中发挥着关键作用。其中，玻色采样能够在通用量子计算成熟之前率先展示量子优越性，因而自提出以来持续受到广泛关注。与此同时，面向光量子平台的量子机器学习架构不断涌现，致力于将多光子干涉所蕴含的计算能力与机器学习模型结合，推动具有实用价值的量子优势发展。首先，系统回顾多光子干涉的基本原理，涵盖线性光网络模型、积和式描述及玻色采样的计算复杂性；其次，重点介绍其在量子计算中的应用，包括线性光学量子计算架构、基于多光子干涉的量子逻辑门及其应用，以及玻色采样的实验进展；接着，讨论其在量子机器学习领域的创新应用，如量子核方法、光量子神经网络和光量子储备池计算等；最后，总结当前的关键挑战与瓶颈，并对其未来研究方向进行展望。

Acta Optica Sinica•Jan 1, 2025•1 citation

气动光学效应对机载光通信与量子保密通信影响机制的探析

邓志峰 Deng Zhifeng, 于惠存 Yu Huicun, 魏家华 Wei Jiahua +10 more

机载平台是空天地一体化广域光/量子通信网络推进中的重要一环，但机载平台高速作业时，气动光学效应会导致光束出现偏移、抖动、模糊、能量衰减等现象，影响光/量子通信系统性能。首先，从气动光学效应的研究路线展开，阐述和分析气动光学效应对机载光通信影响的3个方面：捕获、跟踪及对准系统的负担增加，通信链路的中断，以及通信质量的下降。其次，介绍在多个机载量子密钥分发场景下，气动光学效应造成的光束偏移、传输损耗增加以及密钥率下降等影响。最后，总结机载光/量子通信系统在传输链路优化、系统性能评估和补偿方法设计中面临的挑战，并展望该领域的发展前景。

Laser & Optoelectronics Progress•Jan 1, 2025•0 citations

基于随机调制实现光信道测量样本去相关分析

侯艺浩 Hou Yihao, 娄 岩 Lou Yan, 陈纯毅 Chen Chunyi +4 more

从大气光信道中可以提取两个合法通信方用来加密其传输的机密信息的公共密钥。首先，为了打破湍流引起的光学波动的相关时间对每秒提取的不相关光信道测量样本的数量限制，提出了为合法通信双方配备随机调制的方法，并针对其实现测量样本去相关性进行了理论分析；其次，利用OptiSystem软件仿真分析了大气光信道水平路径传输距离为1 km，中湍流，调制方式为幅度调制条件下，合法通信方在无调制、单调制、双调制三种不同调制的情况下对光信道测量样本自相关性的影响。针对单调制的情形，分析了不同大气光信道传输系数相干时间、伪随机码生成速率、传输距离和信噪比对光信道测量样本自相关性的影响。结果表明，对比无调制情况，在相同采样间隔内，观测到的光信道测量样本的测量数据变化次数增多；同时施加随机调制的发射光信号，在小于湍流引起的光学波动的相关时间的采样间隔下，观测到的光信道测量样本，在滞后100个样本的延迟时间后的自相关性，从无调制情况下的0.676降低到单调制情况下的0.083和双调制情况下的0.035。

Infrared and Laser Engineering•Jan 1, 2024•1 citation

远程信息集中：优化非对称经济1—3相位协变克隆之逆

彭家寅

研究基于优化非对称经济1→3相位协变克隆的远程信息集中问题．首先，以最大纠缠w型态为量子信道，分别通过投影测量和半正定算子值测量，给出了两个远程信息集中协议，以非最大纠缠W型态为量子信道，将上述协议进行了推广．其次，通过投影测量，并分别以最大纠缠GHZ型态和四粒子团簇态为量子信道，提出了两个远程信息集中方案．当以最大纠缠GHZ型态为量子信道时，远程信息集中成功的概率总为1；而以W型态或团簇态为量子信道、信息集中成功的概率呈现出克隆态或量子信道之参数的函数形式．在以GHZ型态、团簇态和W型态这三种态为量子信道的信息集中协议中，前者之恢复操作最简单，第三个的恢复操作最复杂．最后，指出了上述协议都是安全和实验实现的．

Journal of Neijiang Normal University•Jan 1, 2015•0 citations

基于双折射偏振走离效应的单光子整体性检验实验方案

Jingyuan Guo

光子的不可分割性是量子光学的核心基本假设之一。传统验证实验多采用空间分束器构型,通过测量两路单光子探测器的符合计数率证明单个光子无法同时出现在两条空间路径中。本文提出一种基于双折射晶体偏振走离效应的新型检验方案:利用厚双折射晶体使单光子的两个正交偏振分量在时间域上完全分离,再通过偏振分束器将二者导向不同的探测通道。实验采用 "逐次记录 — 累积曝光" 两步对照法,逐次记录每个光子事件对应的屏响应,再与多光子累积结果进行对比。与传统空间分束实验不同,本方案中两个分量先后到达、均可被独立操作,不存在 "未知路径" 的模糊性,可更直接地检验单光子的整体性与偏振分量的物理实在性。

•Jun 26, 2026•0 citations
本文旨在系统性地分析基于光通信技术的物联网数据加密体系。首先，深入剖析了物联网数据安全的核 心需求与传统加密范式的瓶颈；其次，详细阐述了光纤通信与自由空间光通信（FSO）两大主流光通信模式的技术原 理及其为数据安全提供的独特物理基础；在此基础上，重点探讨了面向光通信物联网的多层次加密策略，包括物理层 安全增强、传统密码算法的适应性优化以及前沿的量子密钥分发（QKD）技术的融合应用；最后，对当前技术面临的 挑战与未来发展趋势进行了展望。研究表明，构建一个深度融合光通信物理特性的“物理-逻辑”协同加密体系，是 实现物联网数据端到端、高可靠、抗量子攻击安全传输的根本路径。
物体的运动速度通常是基于光(或电子设备)的观测速度。本文研究了基于光的物体运动速度的观测问题,发现物体运动的光测速度受观测者位置效应的影响。在此基础上,本文提出了测量光速的新方法,解释了牛顿经典力学适合物体低速运动情形以及物体在高速运动条件下光测速度与实际速度产生较大偏差的原因。本文还分析了高能粒子加速器的粒子运动速度以及微观粒子运动的观测问题。最后,本文讨论了“同时性的相对性问题”以及惯性系坐标的变换问题。
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机载平台是空天地一体化广域光/量子通信网络推进中的重要一环，但机载平台高速作业时，气动光学效应会导致光束出现偏移、抖动、模糊、能量衰减等现象，影响光/量子通信系统性能。首先，从气动光学效应的研究路线展开，阐述和分析气动光学效应对机载光通信影响的3个方面：捕获、跟踪及对准系统的负担增加，通信链路的中断，以及通信质量的下降。其次，介绍在多个机载量子密钥分发场景下，气动光学效应造成的光束偏移、传输损耗增加以及密钥率下降等影响。最后，总结机载光/量子通信系统在传输链路优化、系统性能评估和补偿方法设计中面临的挑战，并展望该领域的发展前景。
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