【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种实现零差错通信的方法、装置、终端及储存介质，属于量子信息。
技术介绍
1、量子位特性将量子态与矩阵和概率理论密切相关。鉴于量子特性，量子信道比经典信道具有更好的保密性和更大的传输容量。由于零误差通信和矩阵研究的紧凑性以及量子信道和矩阵之间的容易转换，量子零差错通信也得到了深入研究。然而，传统情况下的零错误编码需要通过遍历整个子空间获得码字，计算复杂度为 o()，并且传统的零差错编码很难达到较高的编码效率和较大的信道容量，在量子信道下寻求高水平的零差错编码仍然是一项挑战。
2、传统情况下的零错误编码需要通过遍历整个子空间获得码字，计算复杂度为较大，并且传统的零差错编码很难达到较高的编码效率和较大的信道容量，影响使用效果，在此基础上，本专利技术提出了一种在量子信道下零差错编码的通用方法，以实现在量子信道下的零差错通信。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种实现零差错通信的方法、装置、终端及储存介质，解决传统情况下的零错误编码需要通过遍历整个子空间获得码字，计算复杂度为较大，并且传统的零差错编码很难达到较高的编码效率和较大的信道容量，影响使用效果的问题。
2、为解决上述技术问题，本专利技术是采用下述技术方案实现的：
3、第一方面，本专利技术提供了一种实现零差错通信的方法，包括：
4、根据量子信道的信息，获取系数矩阵；其中，系数矩阵中的元素为输
5、根据系数矩阵的秩计算结果，通过矩阵线性变换从系数矩阵中获得线性独立向量，根据线性独立向量，构建与所述系数矩阵行数和列数相同的第一矩阵；其中，第一矩阵包括获得的线性独立向量和补充的零向量；
6、计算第一矩阵和系数矩阵的关系矩阵；其中，关系矩阵与系数矩阵的乘积等于第一矩阵；
7、根据量子信道的信息、关系矩阵和系数矩阵，获取量子信道下编码后的输出，确定量子信道下编码后的输出可区分，实现零差错通信。
8、进一步的，根据量子信道的信息，获取系数矩阵，包括：
9、根据量子信道的信息、预设的输入量子比特数量和预设的输出量子比特数量，获取量子信道矩阵；其中，量子信道矩阵中的元素为输入到输出的概率系数的平方；
10、根据量子信道矩阵，获取系数矩阵。
11、进一步的，量子信道矩阵为：
12、；
13、其中， p表示量子信道矩阵；为输入到输出的概率系数的平方； i的取值范围为[0, n-1]； j的取值范围为[0, n-1]； n为输入量子比特和输出量子比特的数量；
14、所述系数矩阵如下式：
15、；
16、其中， a表示系数矩阵，为输入到输出的概率系数。
17、进一步的，第一矩阵为：
18、；
19、其中， d表示第一矩阵； k为通过矩阵线性变换从系数矩阵中获得线性独立向量的数量；表示第一矩阵中第 i行第 j列的元素，其中， i为整数并且 i ∈[0， k-1]； j为整数并且 j∈[0， n-1]。
20、进一步的，根据关系矩阵与系数矩阵的乘积等于第一矩阵可得，所述关系矩阵如下式：
21、；
22、其中， b表示关系矩阵，表示关系矩阵中第行第列的元素。
23、进一步的，所述根据量子信道的信息、关系矩阵和系数矩阵，获取量子信道下编码后的输出包括：
24、获取量子信道下编码后的输入，表示为下式：
25、；
26、其中，为量子信道下编码后的输入，为位于输出端的输出基态，是关系矩阵中第 i行第 j列的元素，是复数并且满足；
27、根据量子信道理论，可知：
28、；
29、其中，为量子信道下编码后的输出，是输入基态和输出基态之间的关系系数并且满足。
30、进一步的，所述确定量子信道下编码后的输出可区分包括：
31、令关系矩阵与系数矩阵的乘积等于第一矩阵为定理一；
32、设置定理二，根据所述定理二可知： k个量子信道下编码后的输出的集合 可区分，以确定量子信道下编码后的输出能够区分，实现零差错通信；
33、其中，所述定理二为：假设秩(a) = k的信道系数矩阵 a和 k个输入的集合为，其中，，计算过程中的等价于定理一中关系矩阵的元素；则 k组输出的集合可区分。
34、第二方面，本专利技术提供了一种实现零差错通信的装置，所述装置包括：
35、第一计算模块：根据量子信道的信息，获取系数矩阵；其中，系数矩阵中的元素为输入到输出的概率系数；
36、第二计算模块：根据系数矩阵的秩计算结果，通过矩阵线性变换从系数矩阵中获得线性独立向量，根据线性独立向量，构建与所述系数矩阵行数和列数相同的第一矩阵；其中，第一矩阵包括获得的线性独立向量和补充的零向量；
37、第三计算模块：计算第一矩阵和系数矩阵的关系矩阵；其中，关系矩阵与系数矩阵的乘积等于第一矩阵；
38、第四计算模块：根据量子信道的信息、关系矩阵和系数矩阵，获取量子信道下编码后的输出，确定量子信道下编码后的输出可区分，实现零差错通信。
39、第三方面，本专利技术提供一种终端，包括处理器及存储介质；
40、所述存储介质用于存储指令；
41、所述处理器用于根据所述指令进行操作以执行根据第一方面所述方法的步骤。
42、第四方面，计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现第一方面所述方法的步骤。
43、与现有技术相比，本专利技术所达到的有益效果：
44、该一种实现零差错通信的方法，第一步需要计算量子信道的系数矩阵，第二步需要计算系数矩阵的秩并形成第一矩阵，第三步需要通过系数矩阵和第一矩阵计算关系矩阵，最后一步证明编码后的输出是可区分本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种实现零差错通信的方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的实现零差错通信的方法，其特征在于，根据量子信道的信息，获取系数矩阵，包括：
3.根据权利要求2所述的实现零差错通信的方法，其特征在于，量子信道矩阵为：
4.根据权利要求3所述的实现零差错通信的方法，其特征在于，第一矩阵为：
5.根据权利要求4所述的实现零差错通信的方法，其特征在于，根据关系矩阵与系数矩阵的乘积等于第一矩阵可得，所述关系矩阵如下式：
6.根据权利要求4所述的实现零差错通信的方法，其特征在于，所述根据量子信道的信息、关系矩阵和系数矩阵，获取量子信道下编码后的输出包括：
7.根据权利要求6所述的实现零差错通信的方法，其特征在于，所述确定量子信道下编码后的输出可区分包括：
8.一种实现零差错通信的装置，其特征在于，所述装置包括：
9.一种终端，其特征在于，包括处理器及存储介质；
10.计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现权利要求1~7任一项所述方法的步
...【技术特征摘要】
1.一种实现零差错通信的方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的实现零差错通信的方法，其特征在于，根据量子信道的信息，获取系数矩阵，包括：
3.根据权利要求2所述的实现零差错通信的方法，其特征在于，量子信道矩阵为：
4.根据权利要求3所述的实现零差错通信的方法，其特征在于，第一矩阵为：
5.根据权利要求4所述的实现零差错通信的方法，其特征在于，根据关系矩阵与系数矩阵的乘积等于第一矩阵可得，所述关系矩阵如下式：
6.根据权利要求...
【专利技术属性】
技术研发人员：余文斌，殷磊，徐泽宇，李杨松，范程，陈飞，张成军，
申请(专利权)人：南京信息工程大学，
类型：发明
国别省市：
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