集体幅值阻尼信道上的量子安全直接通信

针对幅值阻尼信道,提出了一个高效的量子安全直接通信协议.协议利用两粒子量子态编码一个逻辑比特,从而可以抵抗集体幅值阻尼效应.消息分发者直接将秘密编码,接收者执行确定的测量解码消息,测量不存在测量基不匹配的情况.量子态传输过程利用非正交态不可区分性保证其安全性.此外,利用量子计算的基本操作构造了量子线路以实现信道编码和信息编码.     

噪声环境下纠缠相干态的量子关联特性

着重研究了在振幅噪声环境下两体纠缠相干态(Entangled Coherent State,ECS)与贝尔态的量子关联演化.用形成纠缠熵(Entanglement of Formation,E)、量子失协(Quantum Discord,QD)、测量诱导扰动(Measurement-Induced Disturbance,MID)及几何量子失协(Geometric Measure of Quantum Discord,GQD)来计算纠缠相干态在噪声环境下的量子关联演化,发现纠缠相干态的量子失协随着r先减小再增长,然后又逐渐衰减至0,其测量诱导扰动则随着r单调衰减到0,而量子失协以及测量诱导的扰动在振幅衰减影响下比形成纠缠熵演化更加持久.通过对比分析,发现对称与非对称噪声通道下贝尔(Bell)态不一定比纠缠相干态的纠缠度更高,纠缠相干态以及贝尔态的量子关联影响区别不是很明显.     

原子腔场系统中弱相干态的几率传送

提出了一个用原子与腔场纠缠态作为量子信道,非贝尔态测量和腔量子电动力学技术实现弱相干态的隐形传送的方案,分析了平均光子数对传送相干态的影响,发现平均光子数在0.25附近时效果最佳.该方案的最大优点是在某种程度上可以避免退相干现象.     

没有纠缠的门限量子安全直接通信

第一次提出了一种门限量子安全直接通信(TQSDC)方案. 类似于经典的Shamir秘密共享方案, 发送者生成秘密密钥K的n个影子S₁, …, S_n, 每一接收者秘密保持一个影子. 如果发送者想要发送一个秘密消息M给接收者, 他将K和M的信息编码到一单光子序列并发送给其中一个接收者. 根据秘密影子, t个接收者按序对单光子序列实施相应的幺正操作并获得秘密消息M. 如果没有窃听者在线, 所共享的影子可以重复使用. 我们的协议利用目前的技术是可行的.     

陈-M(o)bius四路载波数字通信系统的仿真

将几种常用数字波形的陈-M(o)bius逆变换作为四路载波数字通信系统数字输入信号的编码波形函数族,由其对二进制输入信号进行调制后,直接叠加在一个物理信道上进行传输.在接收端,用与各调制编码波形对应正交的数字波形对各路信号进行同步相干解调,从而构成新的相干调制解调系统.应用MATLAB平台对系统进行性能仿真,并与传统的相干调制解调系统的仿真结果相比较.结果表明,该系统具有更优异的抗强噪声与抗干扰的性能,可实现多路载波数字通信的直接叠加,大大节省系统的初始投资与运行费用.     

陈-Mbius四路载波数字通信系统的仿真

将几种常用数字波形的陈-Mbius逆变换作为四路载波数字通信系统数字输入信号的编码波形函数族,由其对二进制输入信号进行调制后,直接叠加在一个物理信道上进行传输.在接收端,用与各调制编码波形对应正交的数字波形对各路信号进行同步相干解调,从而构成新的相干调制解调系统.应用MATLAB平台对系统进行性能仿真,并与传统的相干调制解调系统的仿真结果相比较.结果表明,该系统具有更优异的抗强噪声与抗干扰的性能,可实现多路载波数字通信的直接叠加,大大节省系统的初始投资与运行费用.     

基于GHZ态的三方量子安全直接通信

利用Greenberger-Home—Zeilinger态的纠缠特性,提出一个三方量子安全直接通信方案,参与者通过对Greenberger—Home—Zeilinger态进行单粒子幺正操作,编码其一比特经典消息,最后每个参与者都可根据自身的秘密消息获得另外两个参与者发送的秘密消息。此外,对协议在理想情况下的安全性进行简要的分析,表明该协议是安全的。     

基于弱测量和量子反弱测量的三能级量子系统稳定研究

利用弱测量和量子反弱测量方法研究了一个V-型三能级量子系统处在振幅耗散退相干环境作用下的问题.得到了相应的最优化条件、保真度以及成功率解析表达式.通过数值模拟,发现到当弱测量和量子反弱测量强度在满足一定条件下,该退相干的三能级量子系统能有效稳定.     

空间运动对原子系综量子比特的影响

通过推广原子系综集体激发态量子漏损(Quantum Leakage)的概念, 应用原子相干态的方法, 系统地研究了原子质心的空间运动对二能级原子系综集体对称态动力学演化的影响. 在宏观极限下, 分析了原子系综集体态在有限温度时的量子退相干效应. 研究表明, 随着系综中的原子数N → ¥ , 系统的保真度将变得很坏. 因此, 在利用原子系综存贮量子信息的研究中, 量子漏损将是一个不可忽略和回避的问题. 这些研究为原子系综能否作为量子比特应用于量子信息提供了理论上的可行性分析.     

陈-Moebius四路载波数字通信系统的仿真

将几种常用数字波形的陈-Moebius逆变换作为四路载波数字通信系统数字输入信号的编码波形函数族,由其对二进制输入信号进行调制后,直接叠加在一个物理信道上进行传输.在接收端,用与各调制编码波形对应正交的数字波形对各路信号进行同步相干解调,从而构成新的相干调制解调系统.应用MATLAB平台对系统进行性能仿真,并与传统的相干调制解调系统的仿真结果相比较.结果表明,该系统具有更优异的抗强噪声与抗干扰的性能,可实现多路载波数字通信的直接叠加,大大节省系统的初始投资与运行费用.     

基于d级量子系统相互无偏基的量子安全多方求和及其应用

本文提出一种新颖的基于d级量子系统相互无偏基的量子安全多方求和协议.n个秘密持有者通过变换操作将自己的秘密编码在相互无偏基量子态上,以环形模式将其进行传输.安全性分析表明,所提出的协议能抵抗外在攻击和参与者攻击.本文协议适用于d级量子系统,采用整数加整数技术计算模d和,相比于采用比特加比特计算的量子安全求和协议,会具有更高的计算效率;相比于求和模较小的量子安全求和协议,会具有更广泛的应用.而且,这个协议能被用于量子多方隐私比较和量子多方匿名投票.     

Eavesdropping on the Orderly-Encrypting Multiparty Quantum Secret Sharing Protocols

0 IntroductionSuppose the president of a bank,Alice,wantsto give ac-cess to a vault to two vice-presidents ,Bob and Charlie,whomshe does not entirely trust .Instead of givingthe secretto any one of them,she may desire to distribute the informa-tioninsuch a waythat no vice-president alone has any knowl-edge of the secret ,but both of themcanjointly determine thesecret .Cryptography provides the answer to this question inthe formof secret sharing[1 ,2],where secret messages are dis-tributed amo…     

一种新型弱仲裁量子签名方案

弱仲裁量子签名的安全性依赖于量子力学的一些基本原理,其不仅比传统的数字签名具有更好的安全性,而且比仲裁量子签名计算效率较高.为此,给出了一种新型弱仲裁量子签名,该签名具有以下特点:(1)仲裁者并不参与签名的产生和验证过程,只在发生纠纷时,仲裁者才参与纠纷的解决;(2)通过利用签名者身份信息以及与密钥绑定的旋转算子对签名进行认证,可以抵抗伪造攻击,并具有不可否认性;(3)该签名方案具有基于身份的数字签名方案的优点,即用户的身份信息直接用作公钥,无须量子公钥证书,这将给用户提供更多的方便.     

Quantum secure direct communication and authentication protocol with single photons

A quantum secure direct communication and authentication protocol is proposed by using single photons. An information transmission is completed by sending photons once in quantum channel, which improves the efficiency without losing the security. The protocol encodes identity-string of the receiver as single photons sequence, which acts as detection sequence and implements authentication. Before secret message is encoded as single photons sequence, it is encrypted with identity-string of the sender by using XOR operation, which defends quantum teleportation attack efficiently. The base identity-strings of the sender and the re- ceiver are reused unconditionally secure even in noisy channel. Compared with the protocol proposed by Wang et al. （Phys Lett A, 2006, 358： 256--258）, the protocol in this study sends photons once in one transmission and defends most attacks including ＇man-in-the-middle＇ attack and quantum teleportation attack efficiently.     

基于非最大纠缠态的双向量子通信协议

对基于非最大纠缠态的量子密码协议进行了研究,并提出了新的看法。协议中的双向传输方式与量子超密度编码相似,可以通过发送量子比特对中的一个粒子来传送一个两比特的密钥。协议的安全性是基于量子力学中非最大纠缠态之间不可能通过本地幺正变换而相互转化的。偷听者Eve可能确定传输的量子态并窃取密钥,但无法重新发送此量子态,合法的通信双方将侦探到偷听者的存在。此种协议也适用于量子安全直接通信。     

Quantum key distribution using four-level particles

We present a quantum key distribution protocol based on four-level particle entanglement. Furthermore, a controlled quantum key distribution protocol is proposed using three four-level particles. We show that the two protocols are secure.     

量子安全直接通信?

"墨子"号量子科学实验卫星的发射,进一步吸引了人们对量子通信的关注.自1984年IBM的Bennett和加拿大蒙特利尔大学的Brassard提出第一个量子密钥随机分配协议以来,量子通信能否进行机密信息的安全直接传输一直是困扰量子通信界的一个难题.2000年,清华大学龙桂鲁等萌芽了量子安全直接通信的初步思想,随后的几年,我们建立了量子安全直接通信的完整理论,创建了4个判据,构造了2个最早期完整的量子安全直接通信代表性方案,为量子安全直接通信方案设计及其应用提供了物理原理依据,吸引了众多学者的关注与投入,促进了这一领域的发展.本文首先以第一个量子秘钥随机分配协议为例介绍量子通信如何为经典保密通信服务;随后,以最早期完整的2个量子安全直接通信方案为基础,阐述了为什么可以进行量子安全直接通信,并介绍量子安全直接通信的物理原理.     

使用非最大纠缠态远程执行部分未知量子操作

建议一个使用非最大纠缠态通道远程执行部分未知量子操作的协议,并且显示,当采用非最大纠缠粒子对作为量子通道时,由引进一个集中的幺正变换使得部分未知的量子操作能够被概率地远程执行.讨论了在这种情况下,部分未知的量子操作远程执行的成功概率以及所需要的资源.     

基于压缩态的多方与多方量子秘密共享

提出了一种基于连续变量压缩态的多方对多方的量子秘密共享协议．该协议中，Alice集团中的成员将要共享的秘密信息直接编码在由Bob集团制备的量子态上．两个集团Alice和Bob共享一组经典秘密，当且仅当Alice或者Bob集团中的所有成员共同参与，才能恢复出秘密，任何部分成员都不能恢复出秘密信息该方案与基于单光子实现的方案相比，效率更高，实现更加简单．分析表明该协议是安全的．