一种新颖的基于类GHZ态的两方半量子密钥分配协议

本文提出了一种新颖的两方半量子密钥分配(Semiquantum Key Distribution, SQKD)协议,该协议只使用一种类GHZ态.提出的SQKD协议可以实现在无第三方的情况下在一个具有无限量子能力的量子方和一个具有有限量子能力的经典方之间创建一个共享隐秘密钥.该协议不需要Hadamard门或者纠缠交换操作.详细的安全性分析表明,提出的SQKD协议能够抵御来自外部窃听者的几种著名攻击,如特洛伊木马攻击、纠缠-测量攻击、双重控制非攻击、测量-重发攻击和截获-重发攻击.     

基于集体噪声信道三量子比特纠缠态测量相关性的鲁棒量子对话

利用三量子比特纠缠态作为初始量子资源,提出两个分别运行在集体退相位噪声信道和集体旋转噪声信道上的鲁棒量子对话(Quantum Dialogue,QD)协议.Alice制备一系列三量子比特纠缠态,将它们分成一个物理量子比特序列和一个逻辑量子比特序列,然后将逻辑量子比特序列发送给Bob.接着,Alice和Bob分别对物理量子比特序列和逻辑量子比特序列进行测量.根据他的测量结果,Bob制备新的没有测量过的逻辑量子比特序列,并利用逻辑酉操作编码他的秘密消息.接着,Bob将编码的逻辑量子比特序列发送回Alice.最后,Alice对编码的逻辑量子比特序列施加逻辑酉操作以编码她的秘密消息并公布她对其的测量结果.这样,Alice和Bob就能解码出彼此的秘密消息.借助于三量子比特纠缠态的测量相关性,两个参与者秘密地共享信息逻辑量子比特的初态.这样,信息泄露问题被克服.所提出的协议只需要单光子测量.与之前提出的可运行在集体噪声信道上的QD协议相比,所提出的协议具有最高的信息论效率.     

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.     

基于d级单粒子态的能实现大小比较的半量子隐私比较

本文提出一个新颖的基于d级单粒子态的能实现大小关系比较的半量子隐私比较(Semiquantum Private Comparison, SQPC)协议.该协议假定存在一个被允许按照他自己的意愿错误行事但不能与其他任何人共谋的半忠诚第三方(Third Party, TP).在TP的帮助下,该协议能比较出两个经典用户秘密信息的大小关系.正确性分析表明,该协议能得到正确的比较结果;安全性分析表明,该协议能抵抗一些著名的外部攻击和参与者攻击.该协议仅采用d级单粒子态作为初始量子资源,只需要TP进行d级单粒子测量,并且能确保TP无法知道准确的比较结果.与目前唯一能实现大小关系比较的SQPC协议[Quantum Inf. Process. 20, 124 (2021)]相比,该协议在初始量子资源的实验制备、TP的实验测量以及TP是否知道比较结果这几个方面具有一定的优势.