基于d维Bell纠缠态的量子安全直接通信方案

为提高昌燕等提出的量子安全直接通信的通信效率和安全性,设计了基于d维Bell纠缠态的量子安全直接通信方案.通信前发送方(Alice)对d维Bell态粒子进行幺正变换来编码秘密信息,将变换后的d维Bell态粒子二序列发送给接收方(Bob),利用通信双方各自的POVM测量结果和Bell态粒子的纠缠特性,结合部分经典信息实现秘密消息的传输.采用熵理论、概率论分析协议的安全性,结果表明提出方案是安全的,且比昌燕等提出方案的传输效率高,窃听探测率也提高了11％.     

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W态的量子秘密共享协议

基于W态及其非定域纠缠关联性,利用量子远程通信设计了一种量子秘密共享协议。在该协议中,Alice制备三粒子W态及秘密量子信息,将W态中的任意两粒子分别发送给Bob1和Bob2,并对自己拥有的粒子进行Bell基联合测量;依据Alice的测量结果,Bob1和Bob2联合进行相应的局域操作就能共同得到秘密信息。并对协议的安全性进行了详细分析,研究表明该协议能抵御多种攻击,如干扰重发攻击、纠缠攻击等。     

一种高效的量子秘密共享方案

利用量子安全直接通信和量子密集编码的思想,本文提出一个新的基于GHZ三重态的高效量子秘密共享(QSS)方案.利用量子相干性和一个公开的比特串K,Alice直接让Bob和Charlie共享其秘密消息,而不是首先与Bob和Charlie建立共享的联合密钥,再用联合密钥传输消息.该方案中平均消耗一个GHZ态可以共享两比特的经典信息.我们分别给出了无噪声信道和有噪声信道情形的安全性分析,并重点就量子直接秘密共享和量子安全直接通信之间的区别说明了协议中使用公开的K的必要性.     

基于W态的网络中任意两个用户间量子密钥分配方案

针对实现网络中任意两个用户间密钥分配的问题,该文将W态变换为系数全部相同的对称形式,提出一种利用W态实现网络量子密钥分配的方案,即可信赖中心(CA)与网络中要求通信的任意两个用户分别拥有W态的3个粒子,CA对手中的粒子进行测量并公开测量结果,两个用户按照CA的不同测量结果采取相应的措施以生成密钥。继而,分别对存在窃听者(Eve)的情况以及CA不可信的情况进行安全性分析。结果表明,该方案能够有效抵御攻击,且可以实现平均消耗3个W态得到两比特密钥的理论效率。     

基于W类态的未知两粒子纠缠态的量子隐形传态

提出了一种用W类态作为信道对未知二粒子纠缠态进行隐形传态的方案。通过研究表明，接受者只要采取适当的幺正变换的策略就可以实现概率性的隐形传态。     

基于线性光学系统实现量子密集编码

在线性光学系统中,提出了一个使用三光子GHZ态实现密集编码的方案。该方案中,Alice首先对她所持有的两个光子通过线性光学元件进行编码,然后将这两个光子传送给Bob. 接收到光子后Bob使用两个QND对等探测器以及PBS光学元件对他拥有的三个光子的八个量子态进行分辨,根据测量的结果辨别出Alice对她的两个光子所进行的操作。在密集编码过程中Alice仅传送两个光子,但Bob可以获得三比特的经典信息。探测使用的QND装置建立在cross-Kerr nonlinearity基础上,目前已经可以通过电磁感应透明实现。     

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。     

非最大纠缠信道的受控量子超密编码

本文研究了非最大纠缠态量子信道的受控超密编码,研究表明,监控者通过调节其测量基矢的角度可以控制发送者和接收者之间的传送信息量,这也是对发送者和接收者之间量子信道的控制。     

光束轨道角动量的量子通信编码方法研究

高阶Bessel无衍射光束具有轨道角动量,并且是在自由空间中传播时一定范围内横向强度分布保持不变的单色光场,光场中的每个光子都具有确定的轨道角动量 ,在每一本征模中由光量子携带的角动量数由拓扑荷 表示,本征态 可被用于多维量子纠缠。文中基于高阶Bessel光束,提出一种利用具轨道角动量光子正交态作为信息载体实现光通信的方法,每光子携带有确定的轨道角动量态,可以提高通信协议的密钥生成效率,也为增加光通信距离提供一种量子解决方案。     

基于三粒子非对称纠缠信道的可控密集编码

提出一种新型的基于三粒子 维非对称纠缠量子信道可控密集编码方案。控制者（Charlie）对其手中2维粒子进行局域测量控制信息发送者（Alice）和接收者（Bob）量子态塌缩,调控Alice和Bob量子态纠缠,实现Alice和Bob 维非对称量子信道纠缠调控。计算了Alice和Bob非对称密集编码平均信息传送量,分析表明,Charlie通过调节测量角 的大小可以控制Alice和Bob平均信息传送量。利用三粒子最大纠缠程度的 维非对称纠缠量子信道,Charlie可以控制Alice和Bob密集编码传送信息量高于2比特,方案是高效的;对于非最大纠缠程度的量子信道,传送信息量受到Charlie测量角 和三粒子量子态纠缠系数 共同调控。     

量子安全通信探讨

从理论研究、实验进展和技术开发的角度简述了量子安全通信的发展历程;阐述了量子通信的过程.简单介绍了相关的量子安全通信技术:量子密钥、量子认证、量子签名、量子加密算法和量子秘密共享等.分析了阻碍量子安全通信实用化的几个因素,最后对量子安全通信的发展作了展望.