基于d维Bell态的单态多方半量子秘密共享

本文提出了一种基于d维Bell态的单态多方半量子秘密共享（Multiparty Semiquantum Secret Sharing,MSQSS）协议,该协议可以实现“只有当所有接收方协同工作时才能恢复发送方的密钥”这一目标.该协议被证实能够抵抗外部攻击和参与者攻击.该协议适用于d维量子系统,仅采用一种d维Bell态作为初始量子资源,且既不需要量子纠缠交换,也不需要酉操作.     

基于非最大纠缠态的受控量子安全直接通信协议

基于非最大纠缠两粒子态,提出一种多方控制的量子安全直接通信协议.通信过程利用decoy光子来检测窃听,保证信道安全.发送方直接将秘密消息编码在不同的两粒子态中,控制方对其中一粒子序列随机的执行一个幺正操作,接收方只有在得到所有控制方的同意之后,才能恢复出发送方的秘密消息.该协议中信道是非最大纠缠信道,不易受噪声的影响;由于两粒子态易制备,该协议现有技术可实现;所有粒子都用于传输秘密消息,量子比特效率较高.     

基于d维三粒子纠缠态的量子投票表决方案

为了突破2维或3维Hilbert空间限制,本文结合投票表决的实际需求,基于Shamir（t,n）门限思想,提出了一个d维三粒子纠缠态的量子投票表决方案.该方案由投票管理中心、投票群组、监票人和计票人四个实体共同完成投票工作.该方案使用d维量子纠缠态增强了适用性,使用单粒子作为投票载体提升了传输效率.该方案的正确性通过在IBM量子云平台上的模拟仿真得以证实.安全性分析表明,该方案在满足投票方案的安全性需求基础上,能抵抗截获-测量-重发、纠缠测量和伪造攻击.性能分析表明,随着参与人数的增多,该方案比其他相似的投票方案具有更高的量子比特效率.     

基于Bell态纠缠交换的量子私密比较方案

提出了一种新的量子私密比较方案,该方案以Bell态为量子资源,在不泄露用户私密信息的前提下,利用Bell测量和纠缠变换实现对用户的信息相等与否的比对。第三方（TP）准备Bell态和诱饵单光子,在传送粒子过程中,TP插入诱饵单光子,通过经典信道的讨论保证了方案的安全性。用户双方不需要做任何幺正变换,只需执行Bell测量,随后将自己的私密信息加密后发送给第三方。第三方通过简单的计算就可以实现两比特经典信息的比对。整个过程中所涉及到的三方都无法得知他人的私密信息,只能得到比对结果。最后,由TP宣布比较结果。此外,我们也验证了方案的正确性。     

基于一类W态密集编码的量子安全直接通信方案

根据三粒子一类W态的特性及密集编码思想,提出了一种新的基于一类W态密集编码的量子安全直接通信方案。方案中除了安全检测的粒子,剩余的所有传输粒子全部对秘密信息进行密集编码,极大的提高了通信效率。同时为了保证方案的安全性,在粒子分发阶段利用W态粒子间的纠缠关联性,对信道进行了两次安全检测;在信息粒子传输阶段用粒子顺序重排和插入诱骗光子相结合的方法来提高对窃听者的检测率,减少信息的泄露量。最后的安全性分析表明,方案在提高通信效率的同时,保证了信息传输的安全性。     

基于信道加密的量子安全直接通信

基于量子信道加密原理,结合Ping-Pong协议控制模式和信息模式的概念,提出了一个量子安全直接通信协议。在此协议中,发送者和接收者用n对Bell态作为量子信道,发送者用controlled-Not操作将单粒子纠缠入量子信道,接收者用controlled-Not操作将单粒子与量子信道解纠缠。通信双方依次执行控制模式和信息模式,控制模式检测窃听,信息模式发送秘密信息。控制模式和信息模式均不会对已建立的量子信道造成破坏,因此建立量子信道的过程仅需一次,此后通信双方可以反复进行控制模式和信息模式进行窃听检测和秘密信息传输。     

利用Bell态实现量子隐形传态

量子隐形传态不仅在物理学领域对人们认识与揭示自然界的神秘规律具有重要意义，而且可以用量子态作为信息载体，通过量子态的传送完成大容量信息的传输，实现原则上不可破译的量子保密通信。文章从信息论的角度描述了量子比特、量子纠缠态，如何利用量子线路实现Bell态，提出了一种利用Bell态实现隐形传态的简单结构的量子线路，证明该量子线路是可行的，为进一步研究量子密码通信奠定了基础。     

基于n粒子GHZ态和单光子混合的量子安全直接通信

为了提高量子安全传输效率,采用n粒子Greenberger-Horne-Zeilinger(GHZ)态的特性,对其与单光子混合的量子安全直接通信进行了研究,设计了通信的执行过程,讨论了通信的传输效率、量子比特利用率和编码容量,并对其安全性进行了理论分析。结果表明,该方案可以将信息的编码容量提升至(n+1)bit,将传输效率提升至200%。该协议能够抵御截获重发和测量重发攻击、特洛伊木马攻击和拒绝服务攻击以及辅助粒子攻击和纠缠攻击。     

基于循环码和信息压缩融合的量子保密通信算法

针对经典保密通信中信息安全传输的问题,提出了一种基于循环码和信息压缩的量子保密通信算法。首先,发送端对传输的信息进行预处理,将其分割为长度不等的2组数据,分别用于循环编码和压缩编码。然后,发送端添加一串量子态传输至接收端,采用误码数作为信道安全检测的依据,若信道安全,则对预处理后的数据量子态处理,利用量子稳定子码编码分段并传输,依据稳定字码的特性克服环境引起的误码。最后,接收端接收到量子信息后进行解码,并解循环和解压缩从而获得数据。安全性分析表明,所提量子保密通信算法能较好地抵抗篡改和截断信息的攻击。仿真结果表明,对于数据压缩部分按5分段能获得较好的效果。     

基于EPR纠缠对的量子保密通信技术探讨

本文详细分析了量子密码系统与经典密码系统的区别,以及量子保密通信的发展历程和研究的必要性,并对3个基本量子密钥分发协议进行了描述;重点对EPR协议进行了分析和推导,介绍了相关的量子理论基础,研究了量子保密通信中的量子密钥分发的具体实现过程和量子身份认证的必要性,提出这两部分是量子保密通信系统的必要组成部分,并对量子保密通信技术现状和研究方向进行了探讨,为量子保密通信系统的设计提供参考.     

基于量子纠缠的盲签名方案

基于量子纠缠交换的原理,提出了一种基于量子纠缠的盲签名方案。制备后的EPR纠缠粒子通过EPR纠缠交换,变化为全新的纠缠态。对新量子态的测量可以作为签名者和测量者的签名、测量依据,实现了量子通信、盲签及验证。不同于基于数学求解困难性的经典盲签名,本方案保证了消息对签名者的匿名性和方案的无条件安全性。     

基于四粒子纠缠态的量子秘密共享方案

基于2个不同的四粒子纠缠态分别提出了三方、四方量子秘密共享方案,其中采用的秘密信息是一个相同的未知两粒子纠缠态。在量子秘密共享方案中发送者对所拥有的粒子实施适当的Bell态（或GHZ态）测量,发送者和合作者通过经典通讯把测量结果告知信息接收者,接收者在其他合作者的协助下通过实施相应的量子操作完成对初始量子态信息的重构。对所提出的2个方案进行了讨论和比较,发现四方量子秘密共享方案的安全性更加可靠。     

用三态粒子的直积态进行量子密钥分配及受控量子直接通讯

基于Bennett等提出的非纠缠的非局域性,提出了两个三态粒子的直积态正交集的性质,即用三个幺正变换能够实现不同的复合空间之间的转换,并且不同的复合空间之间具有关联性.这些性质可以被用于量子通讯和量子密码术.作为这些性质的应用,我们提出了一个量子密钥分配方案以及量子受控通讯的方案.由此说明,将三态粒子的直积态用于量子信息处理,不仅具有大容量、高效率的优点,而且能够保证安全性.     

基于任意BELL态的量子密钥分配

为了提高量子密钥分配的安全性和效率,利用量子纠缠交换的规律,提出了基于纠缠交换的量子密钥分配协议。通信双方通过简单的BELL测量建立起共享密钥,窃听者不可能窃取密钥而不被发现。该协议与其它分配协议的不同在于,可以实现对任意两个BELL态进行BELL测量达到量子密钥分配的目的。协议的实现只需要EPR粒子对,而不需要制备多粒子纠缠态。分析结果表明,此协议只用到两粒子的纠缠态,不需要进行幺正操作,它不仅能够保证密钥分配的安全性,而且简单高效。     

T-C模型中纠缠原子与相干态光场相互作用的量子态保真度

利用全量子理论研究了两个全同的纠缠二能级原子与相干态光场相互作用的量子信息保真度。结果表明:系统、原子和场的保真度随平均光子数的增加而急剧减小;系统和原子的保真度随原子间偶极—偶极相互作用增加而变大且趋于同步,但原子的保真度增大更为明显:原子初始纠缠度对三体系保真度影响并不大。