星-地量子密钥分配误码率及成码量分析仿真

关于星地通信安全性优化问题,量子误码率是量子密钥分配系统的重要参数,通过对星-地量子密钥分配系统分析,建立了背景光、量子偏振劣化、矢基对准偏角以及探测器暗计数等因素引起的量子误码率的理论计算模型。如果超过门限值,信息安全就不能保证。为此给出了最终误码率和原始成码量的计算公式,并对轨道高度为300km的低轨卫星-地面站间的链路进行了数值仿真分析。仿真结果表明,在30kHz脉冲重复频率和晴朗天气情况下,量子偏振劣化是量子密钥分配系统量子误码率的主要贡献因素。改进的量子误码率的数学模型为我国星-地量子密钥分配系统的总体设计提供了有益的理论参考。     

单光子捕获概率仿真计算方法的研究

星地量子密钥分配的保密性在全球信息的安全传递方面将起巨大作用.本文采用蒙塔卡洛方法对星地量子密钥实验进行仿真,主要研究同步激光脉冲和单光子在大气中的传输,探讨在大气环境的作用下单光子探测系统开门持续时间和开门精度对单光子捕获概率的影响,该结果对量子密钥试验系统的设计提供重要的参考和依据.     

量子密码学的研究进展

量子密码术是一种新的重要加密方法，它利用单光子的量子性质，借助量子密钥分配协议可实现数据传输的可证性安全．量子密码具有无条件安全的特性(即不存在受拥有足够时间和计算机能力的窃听者攻击的危险)，而在实际通信发生之前，不需要交换私钥．本文综述了量子密码学的研究进展，其中包括了量子密码学的物理基础、量子密钥分配、保密增强、量子密钥的实用性以及目前技术限制所存在的缺陷．     

基于BB84协议的空间量子通信系统

我们分析了基于BB84协议的空间量子通信系统.该系统使用大气量子信道,以因特网为经典信道.讨论了光子与大气的相互作用,利用量子计算语言对大气信道中的量子密钥分配进行了仿真.将用于量子计算仿真的语言引入量子通信的研究中,讨论了单光子脉冲系统与纠缠光子对系统的特点,分析了全球量子通信系统的可行性.     

一种基于树型网络的可验证多方量子密钥分配协议

借助可信中心的协助,引入用户身份验证和密钥验证机制,提出一种适用于电力通信系统的树型网络可验证多方量子密钥分配协议。利用带密钥的单向hash函数技术同时对每个用户进行身份验证和密钥验证,保证两者可以在同一个步骤中完成。发送者和接收者之间无需进行公开讨论,节省了资源,降低了成本。和其他利用纠缠资源的协议相比,该协议采用单光子作为量子信息载体,且单光子不需要存储,在技术上更容易实现。通过对该协议进行安全性分析,表明该协议在理论上是安全的。     

基于奇相干光源和量子存储的量子密钥分配协议

针对传统量子密钥分配协议使用弱相干光源带来的密钥生成率较低的问题,对光源进行优化,用奇相干光源代替弱相干光源,提出了基于奇相干光源和量子存储的测量设备无关量子密钥分配协议。对比了具有奇相干光源和量子存储的测量设备无关量子密钥分配协议与基于弱相干光源测量设备无关量子密钥分配协议的性能优劣。分析了基于奇相干光源和量子存储的测量设备无关量子密钥分配协议中,密钥生成率、最小退相干时间与安全传输距离之间的关系。仿真结果表明,引入奇相干光源大大减少了传统弱相干光源的多光子数,弥补了其在光源上的不足之处。随着安全传输距离的增加,密钥生成率随之降低,但基于奇相干光源和量子存储的量子密钥分配协议性能仍然较高。     

基于纠缠的量子密钥分配协议仿真

由于受物理资源和实验条件的限制,在经典计算机上对量子密钥分配（QKD）仿真,为研究者提供一种手段以便更好地掌握这类抽象协议。对以纠缠态为基础的E91协议的量子密钥分配过程进行仿真,重点对比分析了理想环境、有噪环境以及窃听环境下的仿真结果,并验证该量子密钥分配协议的安全性。     

量子密钥分配的研究

在对称密码体制中,其加密密钥和解密密钥是相同的。加密信息的安全性取决于密钥的安全性,与算法的安全性无关,即由密文和加解密算法不可能得到明文。该文根据量子密钥分配原理,提出了实现对称密码体制密钥的绝对保密的量子密钥分配协议。理论分析表明这种密钥分配协议是安全可靠的。     

多用户网络量子密码术的改进

针对经典的利用EPR粒子纠缠态互换的量子密钥传输协议存在的问题,它提出了一个在多用户传输网络中,基于3个粒子的最大纠缠态GHZ安全的量子密钥传输协议.改进的量子密钥传输协议在通信节点与控制中心之间通过多个GHZ对完成该密码的安全分配系统.与经典的利用EPR粒子纠缠态互换的量子密钥传输协议相比,在传输网络中,窃听者Eve如果参与了3方的通信,要获得有用信息,必然要不断的引入错误,于是该网络的节点和控制中心将会发现Eve,保证了改进的多用户网络安全性.     

量子密钥分配的通信模型研究

本文通过引入量子测量信道的概念，并参照经典通信模型，首次为量子密钥分配建立了通信模型。量子密码中已提出的量子密钥分配协议可以统一地用本文提出的模型描述，模型的建立有利于量子密码的进一步研究和在通信网络中的应用。     

量子测量与量子计算

本文的讨论主要集中在量子力学中测量部分,首先从量子力学的几大公设出发,着重分析测量公设的含义。然后提出量子力学争论的焦点问题之一——测量问题,并通过分别阐述塌缩原理、非塌缩原理以及对二者的比较来分析各种说法的合理性。接下来简要讨论同时测量问题。最后简略描述测量在不同量子计算模型中的体现,并对测量带来的问题做了思考。     

量子力学和量子计算机

In this paper,the relationship between computation and physics and the application of the principle of Quantum mechanics to Quantum Computing and Quantum Computers was reviewed     

量子计算与量子计算机

量子计算的强大运算能力使得量子计算机具有广阔的应用前景。该文简要介绍了量子计算的发展现状和基本原理,列举了典型的量子算法,阐明了量子计算机的优越性,最后预测了量子计算及量子计算机的应用方向。     

量子纠缠和量子计算

量子纠缠是量子力学中的一种非经典现象。本文从介绍纠缠和纠缠态出发,着重讨论纠缠的本质和非定域性概念。文末还讨论了纠缠在量子计算中的作用：它是量子计算优于经典计算的重要原因之一。     

Spin-Based Quantum Dot Quantum Computing in Silicon

The spins of localized electrons in silicon are strong candidates for quantum information processing because of their extremely long coherence times and the integrability of Si within the present microelectronics infrastructure. This paper reviews a strategy for fabricating single electron spin qubits in gated quantum dots in Si/SiGe heterostructures. We discuss the pros and cons of using silicon, present recent advances, and outline challenges. PACS: 03.67.Pp, 03.67.Lx, 85.35.Be, 73.21.La     

Combating Quantum Burst-errors with Quantum Interleaving Technique

Based on the interleaving technique, a kn-qubit code is constructed in this paper with more error-correcting ability than one n-qubit quantum error-correcting code without introducing the redundant qubits. By converting quantum bursts of errors into quantum random errors with the help of the quantum interleaving of the several states of the same quantum code, the proposed technique becomes an effective means to combat quantum bursts of errors. It is much simple and applicable for the quantum interleaving techniques to be used in the optical-fiber communications.     

Relations Between Quantum Maps and Quantum States

The relation between completely positive maps and compound states is investigated in terms of the notion of quantum conditional probability.     

量子搜索及量子智能优化研究进展

为了提高智能优化算法的收敛速度及优化性能,目前国内外将量子计算机制和传统智能优化相融合,研究和提出了多种量子进化算法及量子群智能优化算法;为了进一步推动该领域的研究进展,系统地介绍了国内外提出的多种量子搜索及量子智能优化算法,其中包括量子搜索、量子衍生进化、量子神经网络三个方面内容;总结出目前改进量子搜索算法的主要机制和量子计算与传统智能计算的主要融合方式,并展望了量子搜索和量子智能优化有待进一步研究和需要解决的问题。     

Spin-Based Quantum Information Processing in Magnetic Quantum Dots

We define the qubit as a pair of singlet and triplet states of two electrons in a He-type quantum dot (QD) placed in a diluted magnetic semiconductor (DMS) medium. The molecular field is here essential as it removes the degeneracy of the triplet state and strongly enhances the Zeeman splitting. Methods of qubit rotation as well as two-qubit operations are suggested. The system of a QD in a DMS is described in a way which allows an analysis of the decoherence due to spin waves in the DMS subsystem.on leave from Institute of Physics, Odessa UniversityPresented at the 36th Symposium on Mathematical Physics, “Open Systems & Quantum Information”, Toruń, Poland, June 9–12, 2004.     

Quantum Communication and Information Processing with Quantum Dots

This paper reviews the single photon sources based on semiconductor quantum dots and their applications to quantum information systems. By optically pumping a system consisting of a semiconductor single quantum dot confined in a monolithic microcavity, it is possible to produce a single photon pulse stream at the Fourier transform limit with a negligible jitter. This single photon source is not only useful for BB84 quantum key distribution (QKD), but also find applications in other quantum information systems such as Ekert91/BBM92 QKD and quantum teleportation gate linear optical quantum computers.