量子安全通信及其線路模擬的研究.pdf

1、量子通信為秘密消息的安全傳輸提供了一種新的思路和方法，其安全性由量子力學(xué)基本原理來(lái)保證，與攻擊者的計(jì)算能力無(wú)關(guān)。量子通信具有的這種得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)，使得它已經(jīng)成為量子信息學(xué)中的一個(gè)非常重要的研究方向。 本博士論文研究了量子安全通信協(xié)議及其量子線路的模擬實(shí)現(xiàn)。研究?jī)?nèi)容涉及四個(gè)方面，即：經(jīng)典與量子相結(jié)合的安全通信，主要介紹了量子密鑰分發(fā)(QKD)協(xié)議；直接傳輸經(jīng)典信息的量子安全直接通信(QSDC)協(xié)議；直接傳輸量子信息的量子隱形傳態(tài)協(xié)

2、議；研究了量子線路模型，并設(shè)計(jì)了模擬實(shí)現(xiàn)部分安全通信協(xié)議的量子線路。取得了若干研究成果，具體如下： 在量子安全直接通信方面，我們提出了經(jīng)由一般GHZ態(tài)，基于量子加密的一種量子安全直接通信協(xié)議。發(fā)送方使用共享私鑰加密消息，接收方在第三方的監(jiān)控與幫助下，利用共享私鑰解密密文并直接讀出傳輸?shù)拿孛芟ⅰ８鶕?jù)對(duì)誘騙粒子的檢測(cè)竊聽結(jié)果，通信者可以判斷共享的糾纏密鑰是否可以被重復(fù)使用。一般情況下，任何竊聽都不可避免的擾動(dòng)檢測(cè)粒子的狀態(tài)并且被發(fā)

3、現(xiàn)。此外，該協(xié)議可以糾正發(fā)生的任意傳輸錯(cuò)誤。 在傳輸量子信息的隱形傳態(tài)方面，我們提出了一種保真度為1但成功概率小于1的概率隱形傳態(tài)協(xié)議；一種不僅能傳送量子態(tài)上編碼的信息，而且能傳送量子糾纏態(tài)結(jié)構(gòu)的量子糾纏隱形傳態(tài)協(xié)議；一種受控量子隱形傳態(tài)協(xié)議。并且研究了變換算子與實(shí)現(xiàn)隱形傳態(tài)協(xié)議的量子信道之間的關(guān)系。 量子線路模擬方法對(duì)于實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)量子安全通信協(xié)議有重要的指導(dǎo)意義。我們研究了量子線路模型，設(shè)計(jì)了兩個(gè)量子安全通信協(xié)議的線路模