基于具有极化和空模自由度的单光子的量子加密量子对话

本文提出一种新颖的基于具有极化和空模自由度的单光子的抗信息泄露量子对话(Quantum Dialogue, QD)协议,利用量子加密技术克服信息泄露问题.本文协议利用量子加密技术和诱骗光子技术对用于编码两个通信者隐秘经典比特的双自由度单光子进行双重保护.为了避免信息泄露问题,用于编码的双自由度单光子的初始态通过量子密钥加密和解密被两个通信者共享.本文协议的信息论效率为40%.     

两种典型的量子通信技术

量子通信是量子信息中的一个重要分支．而其中最典型的量子通信技术是量子隐形传态和量子密码通信．文章介绍了量子通信中量子叠加和量子纠缠的概念．并介绍两种量子通信技术的理论框架,同时也涉及了这个领域的实验研究进展．     

量子通讯的基本协议

量子通讯是当今的热点技术之一 ,是量子力学和密码技术相结合的产物 .量子通讯协议是实现量子通讯的基础 .通过介绍量子密码理论基础与基本原理 ,简要说明了量子通信基本方式和BB84协议、B92协议和相关粒子协议 ,这 3个协议是基本的密钥分发协议 ,并且指出了发展量子密码存在的一些问题 ,单光子产生的探测以及对波函数的进一步理解具有重大的理论和实际意义     

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。     

一次量子通信量子密钥分发和认证协议的安全性分析

分析了一次量子通信量子密钥分发（QKD）和认证（QA）协议存在的安全性漏洞,协议能抵抗截取／重发攻击策略和纠缠攻击策略,但不能抵抗纠缠／截取攻击策略,严格意义上说,在有信道噪声情况下,仅通过一次量子通信不能实现QKD和QA,根据原协议的条件,提出了2个新协议：①直接测量共享的GHZ态;②通过在原协议中加入检测过程以抵抗纠缠／截取攻击策略。     

基于双向量子隐形传态上的双向量子安全直接通信

提出了一种利用EPR对和纠缠交换的双向量子隐形传态;在这个协议中,双方可同时发送一个未知的单一量子比特给对方,而且在实际操作中比以前的提出的协议更加简单;利用提出的双向量子隐形传态,建立了一种新的双向量子安全直接通信协议,协议在通信过程中不需要传递携带秘密信息的量子比特,大大提高了量子通信的安全信.     

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．     

量子密码技术

根据海森伯不确定性原理,任何窃听者都不可能窃听量子通信中的信息不被发现.文章对经典密码和量子密码的密钥生成与分发作了分析和介绍.并介绍了当前实验研究的进展.     

一个高效的量子安全多方计算协议

安全多方计算是一类重要的密码原语,在电子投票、数据挖掘、区块链、云计算等领域有着广泛的应用.本文利用量子纠缠特性和欧拉定理,提出了一个高效的量子安全多方计算协议.协议中,所有参与方在一个半可信第三方的帮助下实现多元多项式函数的安全计算.性能分析表明该协议是正确的,并且可以抵抗一些常见的外部和内部攻击.此外,本文所提协议不仅可提高粒子的检测效率,还能有效降低协议所需的通信复杂度.     

量子远程制备的理论研究进展

量子通信作为量子信息处理中的重要组成部分得到了广泛研究.它与传统通信方式不同,量子信息可以不通过量子媒介就能异地传输,量子隐形传态就是典型事例.作为一种改进的量子传输协议,量子远程制备能够平衡量子测量和经典通信,但是研究证明,这种平衡并不适合所有量子态,它受到很严格的限制,依赖于所传输信息空间的代数或几何结构.随着研究不断深入,这种限制似乎可以通过信息分裂传输来部分克服.主要总结了量子远程制备的理论研究现状及典型案例,并对进一步需要开展的研究予以展望.     

面向分布式量子网络的匿名盲量子计算协议

量子网络安全旨在研究分布式量子网络中通信和计算的安全性.本文研究了量子计算任务中的两个安全问题,即隐私性和匿名性.为此,本文提出了一种新的单服务器多用户匿名盲量子计算协议,利用在服务器和用户之间生成的匿名纠缠作为量子资源用于实现盲量子计算任务.匿名性、盲性和安全性分析表明所提出的协议在实现盲量子计算的同时保证了用户身份的保密.和现有的盲量子计算协议相比,本协议为盲量子计算增加额外的安全保障,也为其他匿名量子密码协议的设计提供了新思路.     

量子信息技术

量子特性在信息领域有着独特的功能,在提高运算速度、确保信息安全、增大信息容量和提高检测精度等方面有望突破现有经典信息系统的极限。量子信息科学正是由量子力学与信息科学相结合的一门学科。近年来量子信息在理论、实验和应用领域都取得重要突破。量子通信在一定程度上已经实现了商业应用并具有广阔的市场应用前景;量子计算机具有目前的计算机从原理上所不可能具有的无与伦比的威力,但目前尚未真正意义上的量子处理器的技术实现,基于量子光学和固态体系的量子处理器的研究大有可为。     

量子安全直接通信

量子通信利用量子力学原理进行信息传输和处理,具有高安全、高容量等优点.量子安全直接通信在量子信道中直接传输秘密信息,是一种新式的量子通信模式.自2000年提出以来,量子安全直接通信得到了迅速的发展.该文综述量子安全直接通信的基本原理,描述几个典型的量子安全直接通信协议.最后介绍量子安全直接通信的最新发展动态,展望量子安全直接通信的未来.     

基于光开关的量子交换器

为了研究量子通信系统,提出了一种基于光开关的量子交换器,它是量子通信网络的节点．该量子交换器主要由交换模块、控制模块和输入输出模块组成．它在量子通信网络的发信者与收信者之间建立光子链路,为通信双方提供量子信道,用于传输量子信息．搭建了量子交换器平台,并用微弱光源对该量子交换器平台进行了测试,结果表明该量子交换器具备了量子通信网络中节点的功能,能够成功实现量子通信网络的功能．     

群组中实现的量子零知识证明

零知识证明是指证明者使验证者确信证明者拥有某一个秘密值,而证明者没有向验证者泄漏关于该秘密值的任何有用信息.其优点是在证明了自己身份的同时,还确保了有用信息不泄露,有效防止了他人冒充.经典的零知识证明均是基于计算复杂性的.用量子安全通信的传输方式,设计了一套在群组中实现的量子零知识证明方案.     

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.     

基于量子直传协议的安全即时通信系统模型设计

量子密码通信是目前公认的唯一的绝对安全的通信方式,任何获取量子信息的操作都会因破坏量子态而被通信双方发现,从而根本上杜绝了信道窃听的存在.研究了量子直传乒乓协议的工作原理和安全特性,提出了基于P2P网络技术和量子直传乒乓协议的安全即时通信系统模型,该模型可以在保证准安全的前提下,允许通过量子信道直接传送明文.     

自由空间量子通信实验研究与进展

量子通信的安全性是基于Heisenberg测不准原理、单光子不可分割性和量子不可克隆定理，它遵从物理规律，是绝对安全的.近年来量子通信技术的迅速发展加快了量子通信的实用化进程.文中综述自由空间量子通信实验研究进展，简要介绍几种量子编码协议、不同类型单光子源的量子通信实验，说明全球量子通信的实现可能存在的问题与技术挑战，展望了自由空间量子通信的未来.     

基于单光子或逻辑量子比特的无信息泄露量子对话

本文首先利用单光子作为量子资源提出一个无信息泄露量子对话(Quantum Dialogue,QD)协议,其中每个单光子被直接编码用于传送秘密消息.通信双方事先共享量子态制备规则.制备方通过量子安全直接通信读取另一方的秘密消息.另一方借助于从制备方发送过来的指示单光子制备基的一个经典信息序列来解码出制备方的秘密消息.这样,信息泄露问题被避免.所提出的基于单光子的协议只需要单光子测量.与Shi的最近两个基于单光子的QD协议不同的是,所提出的基于单光子的协议既不需制备两个相邻的单光子处于相同的量子态也不需执行控制非(Controlled-Not,CNOT)操作.最后,本文利用逻辑量子比特作为量子资源将所提出的基于单光子的协议分别推广到抗集体退相位噪声和抗集体旋转噪声的情形.     

中科大创世界第一 量子密码确保网络安全

国际上第一个量子密码网络系统近日在京测试运行。记者从中国科技大学获悉，由郭光灿院士领导的中科院量子信息重点实验室，利用自主创新的量子路由器，在北京网通公司商用通信网络上率先完成四用户量子密码通信网络的测试运行，确保了网络通信的安全。