一种实用的多数据库量子信息检索协议

针对目前量子私有信息检索不能适用与云存储的多数据库问题,基于现在成熟的量子密钥分发方法,提出了一种适合在多数据库环境下,实用的量子私有信息检索协议。对于不同大小的数据库,协议可通过调节参数θ和k,在保证数据库安全及用户隐私的情况下,完成信息的检索。性能分析结果表明,协议的通信复杂度低,检索成功率高、易于实施。     

一种基于光子偏振旋转的量子身份认证方案

实际的量子密钥分发过程中,传输损耗和探测器的效率都直接影响密钥的产生效率。量子身份认证需要通信双方保证认证信息的完整性。针对以上问题,提出了一种基于光子偏振旋转的量子身份认证协议,利用对认证信息的重复编码解决传输损耗问题。考虑到协议的安全性,该协议在相邻的有效认证量子态间编入随机态。安全性分析表明该协议可成功抵御截取重发攻击以及光子数劈裂攻击。在此基础上,设计了现有技术条件下可操作的认证系统方案,考虑了传输损耗和探测效率,具有实用意义。     

接收端基矢旋转对星舰量子密钥分发的影响

在星舰量子密钥分发系统中,发送量子密钥的量子卫星是低轨道卫星,追踪量子卫星的接收设备安装在船舰上.接收设备需要追踪卫星的运动,接收端基矢不可避免地会发生旋转.分析了导致基矢旋转的原因,针对BB84协议,建立了基矢旋转角与量子误码率、获取信息量的定量关系.结果表明,当传输距离为200 km,基矢旋转角分别为2°和10°时...     

量子密钥分配系统中非线性偏振耦合的研究

受传输光纤非线性偏振影响,量子密钥分配系统本振光与信号光耦合率下降,使形成偏振复用信号的抖动增强,系统的稳定性和安全性下降.为了提高量子光学中偏振编码技术的性能,经过理论分析和数值模拟,给出可操作性的实验方案,解决了光纤非线性偏振耦合导致的偏振抖动问题.结果表明,在同等条件下,以分光检测结果反馈控制本振光和信号光的非线性偏振耦合率,可增强偏振复用信号的稳定性,将系统传输容量提高61%.该结果有利于偏振编码技术在量子密钥分配系统的实际应用.     

一种相位编码、偏振检测的量子密钥分发系统

一种基于迈克耳逊干涉仪的单向量子密钥分发系统,采用法拉第旋转镜和四端口偏振分束器的组合,消除了光纤及光学器件的双折射效应,具有自稳定特性.信息编码在光子的相位上,通过检测光子的偏振进而解码出信息.以中心波长1310 nm的单光子脉冲,在50 km的干线光纤中获得了30 dB的消光比.     

量子密钥分发中偏振补偿算法

在以单模光纤作为量子信道,并采用光子偏振编码方式的量子密钥分发过程中,光纤的双折射效应会导致光子在光纤中传播时其偏振态发生随机变化,使安全密钥的最终成码率大幅度降低.利用两个四分之一波片和一个半波片的组合作为校正器,可以实现对任意偏振态的校正补偿.建立了一种以该类偏振校正器为执行机构的基于随机并行梯度下降控制算法的实时偏振补偿仿真控制模型,讨论了算法的随机扰动幅度、增益系数与收敛速度的关系,分析了算法对于偏振的校准能力.通过实验对算法的性能进行了验证.实验结果表明,经过一定次数的迭代后可将系统的偏振消光比校正到一个比较理想的状态.     

基于W态的量子确定性密钥分发方案

提出了一种基于W态的量子确定性密钥分发方案,方案采用在量子信道中传输更加稳定的W态作为承载信息的粒子,利用量子相干特性以及一串公开的信息序列S作为密钥分发的关键,在兼顾传输粒子稳定性的前提下能够达到54.54%的密钥分发效率,与使用GHZ态相比,在效率相差无几的情况下保证粒子在传输过程中具有更强的鲁棒性。安全分析表明,此方案能经受窃听者采取的截获——转发（重发）攻击和纠缠攻击两种攻击方式,确保通信安全可靠。同时,该方案在执行过程中不涉及任何幺正操作,简单便捷。     

单光子偏振态实现量子密钥分配的方案

提出一个基于单光子偏振的量子密钥分配方案.在这个方案里, Alice首先制备一串任意单光子态,然后发送给Bob.Bob只需对其进行一个U操作,再发回Alice.最后Alice对单光子态进行测量,即可实现量子密钥分配.此方案需要一个无噪声信道,优点在于仅仅需要单光子态,以及局域操作和单光子偏振态的测量,这些都非常易于实现.最后其安全性也是有理论保证的.     

四强度诱骗态相位匹配量子密钥分发协议

量子密钥分发(QKD)具有信息论上的无条件安全性,而相位匹配量子密钥分发(PM-QKD)是双场量子密钥分发协议(TF-QKD)的一个变体,其最近被提出用来克服没有量子中继器的点对点协议中存在的速率-距离限制。鉴于实践中不存在无限强度的诱骗态,提出了一种具有实用价值的四强度诱骗态相位匹配量子密钥分发协议,即四强度诱骗态相位匹配量子密钥分发协议。给出了该协议的安全密钥速率公式,并通过数值仿真分析了该协议的性能,证明了该协议的有效性。     

基于GHZ态纠缠交换的量子确定性密钥分发方案

为了提高确定性密钥分发效率,提出了基于GHZ态纠缠交换的量子确定性密钥分发(Quantum deterministic key distribution,QDKD)方案,方案充分利用量子力学纠缠交换的原理,通信双方通过共享一对GHZ粒子态,在纠缠、测量操作后接收者Bob可根据发送者Alice发送的经典信息推断出确定密钥,该协议与其他基于GHZ纠缠态的QDKD方案不同之处在于,使用的两个GHZ粒子态制备操作且粒子分发操作由Bob完成,安全分析表明窃听者的窃听行为会被及时发现。所提出的方案是高效的,除去用于窃听检测的粒子,所剩的粒子全部用于信息传输,能够达到60%的密钥分发效率,且方案可操作性强.     

Role of Ontology in Information Retrieval

Based on the comparison between ontology and thesaurus, and the analysis of an ontology-based Information Retrieval （IR） model, the potential advantages that ontology may contribute to IR are analyzed. Then a general architecture of ontology-based Information Retrieval System （IRS） and the approach of constructing it are presented. Based on the researches, the role of ontology in IR is summarized from four aspects and a typical system called Textpresso is analyzed. Finally, a conclusion is drawn that utilizing ontology is the trend of IR and can really improve the IRS.     

A Proof of the Security of Quantum Key Distribution

We prove the security of theoretical quantum key distribution against the most general attacks which can be performed on the channel, by an eavesdropper who has unlimited computation abilities, and the full power allowed by the rules of classical and quantum physics. A key created that way can then be used to transmit secure messages such that their security is also unaffected in the future.     

一种基于量子纠错编码的量子密钥分配协议

量子加密从物理机制上保证了密钥分配的绝对安全,然而由于量子密钥分配过程中量子信道存在噪声,使得传输效率不高的量子密钥分配效率进一步降低。量子低密度奇偶校验(量子LDPC)码由于在码长和码率的选择方面具有巨大的灵活性,且信赖于稀疏图,已成为目前量子纠错编码的研究热点。该文借鉴经典纠错编码能够提高传输可靠性的特性,针对BB84协议,设计一种基于量子LDPC码的BB84协议。通过数值仿真,分析量子LDPC码对BB84协议的密钥传输效率的影响。结果表明基于量子纠错码的BB84协议的密钥传输效率得到提高,验证了在含噪量子信道中基于量子LDPC码的量子密钥分配协议的有效性。     

信息检索结果多样化探索

研究了信息检索结果多样化的方法。首先实现了经典的检索结果重排序最大边缘相关(MMR)算法,进而设计了三种基于查询日志的子查询构造方法:单字向后扩展,双字向后扩展和双向子串扩展,并最终探讨了将这三种子查询构造方法分别与最大边缘相关算法相结合的使用策略。实验表明,采用上述方法实现的系统能明显提高信息检索结果的多样性。     

Universal Service-Providers for Private Information Retrieval

A private information retrieval scheme allows a user to retrieve a data item of his choice from a remote database (or several copies of a database) while hiding from the database owner which particular data item he is interested in. We consider the question of private information retrieval in the so-called ``commodity-based' model, recently proposed by Beaver for practically oriented service-provider Internet applications. We present simple and modular schemes allowing us to reduce dramatically the overall communication involving users, and substantially reduce their computation, using off-line messages sent from service-providers to databases and users. The service-providers do not need to know the database contents nor the future user's requests; all they need to know is an upper bound on the data size. Our solutions can be made resilient against collusions of databases with more than a majority (in fact, all-but-one) of the service-providers. Received 21 September 1998 and revised 21 December 1999 Online publication 19 May 2000     

Ordinal Regression for Information Retrieval

This letter presents a new discriminative model for Information Retrieval （IR）, referred to as Ordinal Regression Model （ORM）. ORM is different from most existing models in that it views IR as ordinal regression problem （i.e. ranking problem） instead of binary classification. It is noted that the task of IR is to rank documents according to the user information needed, so IR can be viewed as ordinal regression problem. Two parameter learning algorithms for ORM are presented. One is a perceptron-based algorithm. The other is the ranking Support Vector Machine （SVM）. The effectiveness of the proposed approach has been evaluated on the task of ad hoc retrieval using three English Text REtrieval Conference （TREC） sets and two Chinese TREC sets. Results show that ORM significantly outperforms the state-of-the-art language model approaches and OKAPI system in all test sets; and it is more appropriate to view IR as ordinal regression other than binary classification.     

基于PON网络的安全量子VPN方案

该文提出了一个新的无源光网络PON组成模型。利用该模型设计了一个具有身份认证功能的高效量子密钥分配方案,以满足无源光网络中光线路终端对光网络单元的身份认证和两者间的相互量子密钥分配,以及实现光虚拟专用网内部光网络单元间的量子密钥分配。安全性分析和实验方案表明了该协议的绝对安全性和可行性。将共享密钥作为通信双方的会话密钥,对内部传输数据进行加密,最终实现量子虚拟专用网。     

基于密钥托管的量子加密网络

量子信息论的研究是量子理论和经典信息论的一个重要交叉领域，量子位不可复制且量子纠缠态不可区分的量子信息特征提供了一种理论上绝对安全的加密术一量子加密。本文对量子必钥分发协议进行了研究，利用点点间量子密钥分发协议和基于传统密钥托管方案，提出多用户、多控制中心网络的环境下量子密钥的分发过程。     

基于旋光效应的FBG传感解调方法

阐述了利用石英晶体旋光效应实现FBG传感系统的解调原理,理论分析了石英晶体的旋光率与波长之间的变化关系。结果表明,旋光率随波长的增加逐渐减小,在834~841nm范围内近似呈线性变化。设计了双光路检测系统,对石英晶体的旋光率与波长之间的响应关系进行了验证,实验结果与理论分析一致。     

基于两级偏振分光镜的量子信令纯化方案

为解决量子信令在远距离传输过程中的纯化中继问题,提出了基于两级偏振分光镜的纠缠纯化方案。采用三个偏振分光镜构建方案,第一级含一个偏振分光镜,第二级有两个偏振分光镜,让混合态的量子信令纠缠态通过两级偏振分光镜后,会产生一对新的纠缠态,继而用新的纠缠态来替代原来的混合态,最终实现纯化的目的。对每一种输入态进行分析验证,结果表明,所提出的纠缠纯化方案可以有效的实现量子信令的纯化,具有很好的应用性和操作性。该方案的研究对未来量子通信中信令的传输具有一定的技术参考作用。