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量子信息学是由信息学和量子力学交叉而成的新型学科,主要包括量子通信和量子计算两大部分。量子通信又包括量子隐形传态、量子密钥分发、量子密集编码、量子安全直传通信等。其中量子隐形传态是量子通信的一个重要研究方向,被广泛应用于量子通信的各个领域。利用量子隐形传态的瞬时性,以实现信息的高效传输的量子通信网络也成为一个研究热点。从提高通信效率的角度出发,设计了量子网络中基于量子隐形传态的数据链路层的通信协议(停止等待协议和选择重传协议)。 首先介绍量子通信概念和基本理论,重点介绍了量子隐形传态、量子克隆以及计算机网络中数据链路层的通信协议。在此基础上研究了以下问题: (1)提出了基于量子隐形传态的数据链路层停等协议。在量子网络的数据链路层中,两个站点进行通信时,发送的是量子信息,并用量子信道返回确认帧。根据量子隐形传态的瞬时性,缩短了通信时间,提高了通信效率。且发送方对所传送的量子信息是未知的,从而也提高了信息传输的保密性。 (2)提出了基于量子隐形传态的数据链路层选择重传协议。在量子网络的两个站点进行通信时,把一系列的量子比特分成m帧。在连续传送m个量子帧时,根据收到的确认帧判断需要重发的量子帧。由于量子隐形传态的瞬时性,该协议减少了通信过程的传播时延,提高了通信效率。且整个通信过程中,只用经典信道传送测量信息,降低了经典信道的负担。 最后在第四章中,对全文进行总结并对未来的研究方向提出展望。