大学课件 量子信息技术-5

§3-1光电倍增管 1. 真空光电管
A、基本结构
光阴极涂层
真空
通光窗口
阳极栅网
光
电
流
A
引出电极
光强
Pd
偏置电压V
R
V
B、特点：
优点：
缺点：
响应速度快（PS)； 体积大（cm)；
暗电流小(PA)；
工作电压高(百V)；
受光面积大；
无放大作用。
灵敏度高。
应用范围： 需要高速响应的场合（P秒级）； 需要大光照面积的场合。
响应速度 总探测效率：总=c•w•c’
（1）阴极材料
阴极名称 银氧铯 砷化镓
砷化镓铟 双碱
多碱
日盲 其他
材料成份
截止波长(nm)
Ag-O-Cs
1200
GaAs
930
InGaAs
930
Sb-Cs
650
Sb-Rb-Cs
Sb-K-Cs
850
Na-K-Sb-Cs
Cs-I Cs-Te
320 高温型、红外扩展型等
B. 单点接地
各点电位
单点接地法
VA RA gI A VB RB gIB Vc RC gIc
优点：各设备地独立，尽管各自的地电位不一致，
但不互相干扰。
缺点：地线变长，电感变大，高频时耦合干扰严重
f<1MHz 时应用最好
1MHz<f<10MHz 时
f>10MHz 时最好不用
应采用单点接地，但地线长度应尽可能短
（2）上述接地方法适用于PCB板设计种，如果条件允许， PCB板中地线应宽于3mm！！(条件允许的话）
（3） 接地位置
举例：

➢ 制造业生产方式和企业形态持续变革，生产方式从单点生产、流水线生产、自动化 生产向网络化生产不断演进，企业组织形态由科层制向扁平化、由强管理向自组织、 由封闭式向无边界转变。
任务2 新一代信息技术演示文稿
4．了解新一代信息技术与制造业等产业的融合发展方式 新一代信息技术与制造业的融合发展方式：
➢ 新一代信息技术与工业互联网融合 ➢ 新一代信息技术月实体经济发展融合 ➢ 新一代信息技术与媒体产业融合等
➢ 数据资源成为核心生产要素，在新一代信息技术的支撑下，数据成为继土地、劳动 力、资本、技术之后的新生产要素，投入到未来的生产经营活动及产业活动中。
➢ 平台化的生态体系持续演进完善，随着融合发展的不断深化，数据要素逐渐进入生 产经营活动，市场产品与服务的供需模式逐步由纯粹的垂直一体化向开源式的平台 化转变，基于平台的生态系统和价值网络蓬勃发展，劳动者的积极性和创造性得到 充分激发。
业体系，其中包括“新一代信息技术产业”。 3．新一代信息技术的主要代表技术 ➢ 人工智能 ➢ 量子信息 ➢ 移动通信 ➢ 物联网 ➢ 云计算 ➢ 区块链技术
任务2 新一代信息技术演示文稿
4．了解新一代信息技术与制造业等产业的融合发展方式
新一代信息技术与制造业融合发展的四个特征：
➢ 以云计算、大数据、物联网、人工智能、5G、数字孪生等新一代信息技术作为支撑 融合发展的核心基础，推动实现人与人、人与设备、设备与设备之间无死角的全面 互联互通。
新一代信息技术分为六个方面： ➢ 下一代通信网络 ➢ 下一代物联网 ➢ 下一代三网融合 ➢ 下一代新型平板显示 ➢ 下一代高性能集成电路 ➢ 下一代以云计算为代表的高端软件。
任务2 新一代信息技术演示文稿
2．新一代信息技术国家政策 《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》中列了七大国家战略性新兴产

4 2021/1/8
1, 基于光学节点的QKD网络
最早出现的QKD网络实验就是利用光学节点实现的，其结构如图5-
1所示。
实验中采用光分束器实现Alice和N个Bob之间的量子密钥分发。Alice发
出的光子被随机地分配到接收端的任意一个Bob，每次只能分发一个光子
给一个用户。发送的光子经过分束器时会有1/N的概率达到某个特定的Bob
Alice
Bob2
进行量子通信，必须依靠Alice中转密钥。
Bobn
图5-1 光学分束器构成的QKD网络结构图
5 2021/1/8
1, 基于光学节点的QKD网络
随后出现了许多此网络的改进型网络，例如，基于WDM的树形量子 密钥分配网络、基于光纤布拉格光栅(FBG， Fiber Bragg Grating)的总线型 量子密钥分配网络、基于光分插复用(OADM, Optical Add/Drop Multiplexer) 的总线型量子密钥分配网络、以及基于Sagnac干涉仪的环形量子密钥分配 网络。
量子通信基础
第五章 量子通信网
杨伯君
1 2021/1/8
量子通信网
从我们介绍的内容来看，在目前有应用前景的是量子密鈅分发，因此 量子通信网实际介绍的是量子密鈅分发网.
点对点的量子密钥分发的理论和实验，已经取得了很大发展。已开始 投入市场，国际上至少有三家公司出卖QKD的设备。但是，现在的 通信网络十分庞大，错综复杂，因此点对点的量子密钥分发根本不能满 足人们对通信的需求。所以量子密钥分发必须由单独的点对点传输发展 成为量子密钥分发网络才能够在实际通信系统中得到广泛的应用。
据新华社报导：2019年3月30日全球首个规模化量子通信网在合肥建成 ，并通过省科委的验收。该网有46个节点，花费6000多万元，用光纤 1700km，通过6个接入交换和集控站连接40组“量子”电话用户和16组“量

量子密钥分发基于量子力学中的不确定性原理和测量 坍缩 原理，能够检测到窃听者对量子态的干扰，从而保证密钥 分发的安全性和可靠性。
量子密钥分发的安全性
量子密钥分发利用量子态的不可克隆性和测量 坍缩原理，确 保了密钥分发的安全性。在量子密钥分发过程中，任何窃听 者对量子态的干扰都会被检测到，从而保证了通信双方能够 生成相同的密钥。
量子系统可以同时处于多个状态的叠加态，即一个量子比特可以同时表示0和1 。
量子纠缠
两个或多个量子比特之间存在一种特殊的关联，当一个量子比特的状态发生变 化时，另一个量子比特的状态也会相应地发生变化，无论它们相距多远。
量子密钥分发
量子密钥分发
利用量子态的特性，通过量子信 道安全地分发密钥，用于加密和 解密信息。
量子随机数生成器
量子随机数生成器
利用量子力学的特性，产生真正的随机数，这些随机数在应用中具有很高的价值和重要性 。
量子随机数生成器的原理
基于量子力学的测量原理，每次测量都会得到一个随机的结果，因此可以用来产生真正的 随机数。
量子随机数生成器的应用
在密码学、统计学、计算机科学等领域中都有广泛的应用，例如在加密算法、模拟和机器 学习中都需要用到随机数，而量子随机数生成器可以提供更安全和更可靠的随机数源。
与传统的加密方式相比，量子通信需要更加复杂的设备和 更高的技术要求。然而，随着技术的不断进步和成本的降 低，量子通信将在未来得到更广泛的应用和推广。
PART 05
量子通信的挑战与未来发 展
量子通信的挑战
技术成熟度
目前量子通信技术仍处于发展 阶段，尚未完全成熟，需要进
一步研究和改进。
通信安全
虽然量子通信具有很高的安全 性，但仍面临一些潜在的安全 威胁和攻击，需要加强安全防 护措施。