量子无线通信网络构建及性能分析

提出了一种新的量子路由方案,即使两个移动节点不共用EPR纠缠对,仍可实现这两个移动节点之间的量子态无线远程传输。该量子路由方案可以被用来构建量子无线通信网络,同时提出了相应的通信协议。为了实现与现有的经典无线通信网络的融合,方案采用了两层数据库的量子无线通信网络结构。分析表明,在量子信息传输时间和安全性两方面,性能优于量子中继路由方案,具有很高的可扩展性和实用价值。     

利用量子纠缠转移实现量子安全直接通讯

量子纠缠具有纠缠转移和非局域性的特点,有利于提高信息传送的安全性.本文报道了利用量子纠缠转移,实现直接通讯的方案. 由于信息传递不伴随粒子的传输,比ping-pong 模型的通讯方案有较高的安全性.     

利用量子纠缠转移实现量子安全直接通讯

量子纠缠具有纠缠转移和非局域性的特点,有利于提高信息传送的安全性。本文报道了利用量子纠缠转移,实现直接通讯的方案.由于信息传递不伴随粒子的传输,比ping-pong模型的通讯方案有较高的安全性。     

一种基于量子保密通信及信息隐藏协议方案

为保证网络信息安全,提出了一种具有高安全性基于量子保密通信及信息隐藏协议方案.方案整体上采用与传统经典载体信息隐藏相类比的方法,根据量子态利用量子力学性质设计秘密信息编码方案隐藏秘密信息;利用2个n(n为大于2的整数)粒子纠缠态之间的纠缠交换、一个m粒子纠缠态与一个n(m、n为大于1的整数且m≠n)粒子纠缠态之间的纠缠交换设计秘密信息编码方案,将隐秘信道建立在量子保密通信协议中形成最终的量子信息隐藏协议.并且有望提高目前量子信息隐藏协议的隐藏容量和安全性.     

基于部分纠缠态的高效量子安全直接通信

基于两粒子部分纠缠态提出一种高效量子安全直接通信方案。该方案利用诱骗态来检测窃听,协议安全性等价于BB84协议的安全性。通信双方分别通过受控非操作和局域幺正变换编码秘密消息,利用von Neumann测量,结合经典通信实现秘密消息的高效直接传递。与现有协议不同,通信双方通过不同的操作编码和传输秘密消息,共享两个不对称的量子信道,同时在恢复秘密消息时通信双方各自持有攻击者不能掌握的关键量子比特,使得协议在理想和噪声信道中均安全。所有纠缠比特都用于传输秘密消息,协议的量子比特效率较高。     

一种量子局域网方案及其性能分析

提出了一种基于纠缠交换和经典交换的量子局域网方案．采用载波侦听多址／碰撞检测协议实现多址，由经典交换机传送建立和释放信道等控制消息．通过纠缠交换建立收发端光子的纠缠，基于量子隐形传态的原理传递量子信息．对该量子局域网进行性能分析．结果表明系铣传输量子信息的吞吐率随着通信双方成功建立纠缠的概率、发端成功进行Bell态测量的概率和接收端成功检测到发送量子比特的概率增大而显著增加．     

无线自组织量子通信网络的Grover路由算法研究

介绍了无线量子通信网络的发展和无线量子通信网络中的路由算法.路由度量基于相邻节点间的纠缠量子对数目.结合Grover量子搜索算法,在限定跳数内搜索路由度量最大的路径作为目标解径,以避免量子信道因纠缠量子对的消耗而断开.路径搜索成功后,节点采用两端逼近的方法建立起量子信道,实现从源节点到目的节点的量子态的传递.采用Grover算法的路由搜索保证了成功率,降低了量子通信网络的网络计算量,使路由搜索快速收敛.     

基于量子舒尔变换和图像的信息隐藏

如何在载体(文本、图像、音频)中巧妙地嵌入秘密信息及扩大传输信息的容量一直是研究人员面临的挑战。从量子信息的角度提出了一种新的信息隐藏思想,在不破坏载体数据的情况下构造量子纠缠态实现了秘密信息的隐藏和传输。为了提高秘密信息的传输容量,将经过Schur变换压缩的量子秘密信息编码到纠缠态的相位中进行传输。在比特传输过程中,新协议能够安全隐蔽地发送秘密量子比特信息。接收方可以通过量子傅里叶变换和已接收量子态的测量结果来提取秘密信息并得到无损的量子图像。此外,还给出了提取秘密量子态信息的具体方法,将量子比特转换为经典比特信息,有效地提升了秘密信息传输容量。该方案在不牺牲载体图像质量的前提下,保证了秘密信息传输的安全性。     

基于纠缠交换的量子身份认证协议

提出了基于纠缠交换的量子两方身份认证协议,并扩展到基于纠缠交换的量子多方身份认证协议.协议中通信用户初始共享的纠缠粒子对用作认证密钥.用户通过对事先共享的纠缠粒子对进行纠缠交换和经典通信,实现用户之间的身份认证.另外对2种量子身份认证协议的安全性分别进行了分析.     

噪声背景下多用户量子信令传送保真度分析

为了研究噪声背景下多用户量子信令的传送保真度问题,给出了信令保真度的定义和传送方式,分析了信令传送成功率与纠缠度的关系,建立了保真度的计算模型,最后进行了仿真研究。结果表明,多用户量子信令传送成功率与量子信道的纠缠度密切相关,环境噪声对信道纠缠度的干扰限制了信令传送的距离和效率,在传送成功率与纠缠度之间存在指数变化规律。随着信令输出样本数的增大,信令保真度逐渐收敛。因此,为了确保量子信令的精确传送,必须根据通信距离适当调整信令输出样本数。     

量子信令传输损伤概率模型及修复策略

根据多级分层量子信令网络的信令交换需要,提出了基于纠缠交换、局部幺正变换和量子隐形传态的量子信令直接传输方法.分析了量子信令损伤的因素以及修复策略,提出了量子信令传输损伤的概率模型(P模型).所提出的概率模型体现了非理想经典信道和噪声背景对信令的影响,计算性复杂度低.分析结果表明:所提出的量子信令交换方法适合于多级量子信令网中信令传输的要求,对拦截-测量-转发、截获-替换、增加附属位等攻击具有很强的安全性.     

一种利用量子隐形传态的经典信息隐蔽传输协议

提出了一种利用量子隐性传态的经典信息传输协议,通过2bit经典信息和1对纠缠光子可隐蔽传输1bit经典信息．论文给出了协议的实现方案框图,并分析了该方案信息传输协议的性能．     

多方控制的多粒子未知态双向量子隐形传态方案

从任意的未知单粒子态和双粒子态的量子隐形传态出发,提出了一种由多方控制的任意多粒子未知量子态的双向受控量子隐形传态方案。该方案的优点主要有：一是多方参与控制,提高了量子隐形传态的安全性;二是双向受控隐形传态实现了双向通信,提高了量子态信息传输的效率;三是操作简单,具有实验可操作性。     

多用户量子密钥分配方案及协议设计

在纠缠态和纠缠交换的基础上,提出一种多用户量子密钥分发方案及协议．该方案只需n个量子信道就可实现n用户系统两两之间的密钥分发．量子交换中心通过纠缠交换建立量子信道,量子信道一旦建立,系统中任意两个用户即可进行量子密钥分发．还探讨了系统容量问题,结合话务量的概念,给出了量子Bell基测量单元数m与用户数n的关系式．量子交换中心完成纠缠交换后不再介入密钥分发,从而保证了通信的安全性．     

非对称量子通道密集编码的安全直接通讯

提出了一个利用非对称密集编码的直接通讯方案.在这个方案中,服务器把初始状态制备在两组正交基上,这样就可以防止其他人完美地复制这些量子态,提高方案的安全性.而且本方案是基于密集编码之上,大大提高了信息量的传输率.     

量子信息原理及其光学实现

首先概述了量子信息学中的基本概念和基本原理,包括量子纠缠、量子隐形传态、量子密集编码、量子克隆、通用量子逻辑门和量子算法;然后描述了光学系统中光子纠缠对的产生和光子量子比特的操作方法;最后介绍了光学量子信息研究的最新进展及其发展前景.     

受控量子传输和安全直接通讯

提出具有两个控制者的量子传输和安全直接通讯方案．结果表明发送者和接收者之间的量子传输和安全直接通讯需要两个控制者的同意才能够完成．