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量子通信原理与QKD系统入门

共计 30 章节

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课程导入与量子通信全景

量子通信的定义 · 范畴与核心目标 · QKD在信息安全中的定位

课程导入量子通信全景

量子力学基础与量子比特

态矢量 · 叠加原理 · 测量假设

量子力学基础量子比特

量子密钥分发（QKD）基本原理

QKD的安全目标与协议框架 · 密钥协商与认证的基本流程 · 经典密码学与QKD的对比

QKD量子密钥分发

BB84协议详解

协议步骤 · 基矢选择 · 密钥筛选与误码率估计

BB84协议详解

B92协议与诱骗态方法

B92协议流程与安全性 · 诱骗态QKD的原理与实现要点 · 光子数分离攻击的防御

EPR协议与纠缠-based QKD

EPR悖论与贝尔不等式 · Ekert91协议流程 · 纠缠源与贝尔测试在QKD中的应用

QKD系统核心器件

单光子源 · 单光子探测器（SPAD · SNSPD）

QKD系统核心器件

QKD系统架构与光路设计

发送端（Alice）与接收端（Bob… · 光路校准与偏振控制 · 系统集成注意事项

QKD系统架构

QKD系统电子学与信号处理

脉冲驱动 · 时间数字转换（TDC） · 符合计数

QKD系统电子学

QKD后处理（一）

密钥筛选 · 误码率估计与参数估计 · 筛选后密钥率的计算与优化

QKD后处理（二）

纠错（Cascade · LDPC等）与隐私放大 · 后处理流程的工程实现与性能评估

QKD安全性分析基础

理想QKD的安全性证明思路 · 实际器件漏洞（探测端攻击 · 源端攻击）与对策

QKD安全性分析基础

实际QKD系统攻击与防御

特洛伊木马攻击 · 探测器致盲攻击 · 激光损伤攻击

QKD网络与组网技术

点对点QKD链路 · 可信中继与量子中继 · QKD网络架构与密钥管理

QKD与经典密码技术的融合

QKD与对称加密 · 认证协议的结合 · QKD在经典网络中的部署模式

QKD经典密码技术的融…

QKD系统性能指标与测试

密钥率 · 误码率 · 安全距离

QKD系统性能指标

QKD系统仿真与建模

使用仿真工具（如QuTiP · OptiSystem）搭建QKD系统… · 分析关键参数影响

QKD系统仿真

QKD实验（一）

搭建自由空间BB84演示系统 · 完成单光子探测与符合计数实验

QKD实验（二）

光纤QKD系统搭建与调试 · 实现密钥分发与误码率测量

QKD实验（三）

后处理算法实现与密钥率优化 · 完成端到端密钥生成实验

QKD系统集成与工程化

机架式QKD设备组装 · 光路封装 · 环境控制与长期稳定性测试

QKD系统集成

QKD网络部署案例

城域网QKD部署 · 骨干网QKD试验网 · 以及实际运维中的问题与解决方案

QKD网络部署案例

QKD标准化与认证

国内外QKD标准（ISO/IEC · ITU-T · ETSI等）

QKD与量子中继

量子中继器原理 · 量子存储与纠缠交换 · 长距离QKD的扩展路径

测量设备无关QKD（MDI-QKD）

MDI-QKD原理与安全性 · 实验实现与挑战

连续变量QKD（CV-QKD）

CV-QKD基本原理 · 调制与探测方案 · 与离散变量QKD的对比

QKD在移动与卫星平台的应用

自由空间QKD · 卫星QKD（如墨子号）的原理与实验进…

QKD系统故障诊断与维护

常见故障（光路 · 探测 · 同步）排查

QKD系统故障诊断

QKD项目实战

设计一个城域QKD网络方案 · 包括需求分析 · 设备选型

QKD项目实战

课程总结与前沿展望

QKD技术路线回顾 · 量子通信未来发展方向（量子互联网 · 集成量子光子学）

课程总结前沿展望