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《西北大学》 2011年
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量子通信中信息传输的研究

石国芳  
【摘要】:量子通信是利用量子力学原理进行信息传递的一种新型通信方式。这种通信方式既可实现无条件安全的保密通信,也可实现量子态的超空间传输。自1984年第一个量子密钥分发协议的提出以及1993年量子态隐形传输方案提出以来,量子通信在理论研究和实践应用方面都取得了重大突破,已经吸引了一大批科学家的注意。 本论文的内容包括量子密钥分发、双向量子安全通信、量子隐形传输、远程量子态的制备四个方面。 对量子密钥分发,我们提出一个以四粒子纠缠簇态为量子通道,采用纠缠交换技术来产生随机密钥的方案,并证明了它的安全性。 在双向量子安全通信方面,由于以前的许多双向量子通信协议都存在的“秘密信息泄露”的缺陷。针对这个问题,本论文中提出三种解决方案。第一种是基于秘密量子态的通信方案,我们把量子密钥分发与确定性量子安全通信两个思想相结合,分别以秘密的纠缠EPR对和单光子为量子通道,提出两个可抵抗窃听者常规攻击及“秘密信息泄露”的双向量子通信协议。第二种方案是基于EPR对的关联提取性和辅助单光子来实现的,该协议不仅被证明可以抵抗常规攻击和“秘密信息泄露”,而且适用于通信双方交换信息量不相等的场合。第三种是基于非破坏测量的双向量子通信协议方案。在该方案中,N粒子纠缠GHZ态用作量子通道,只用一个辅助粒子执行非破坏测量来实现双方无信息泄露的秘密信息的交换。该协议的优点是当N足够大时通信效率趋于100%。 对隐形传输,我们从信息论“熵”的角度分析了MM协议中隐形传输Bell态所需经典信息量,结果表明2比特经典信息足以实现EPR态的隐形传输。接着我们利用张量技术计算了N粒子GHZ态的隐形传输过程,从接收方手中塌缩态的张量形式和“熵”的角度分析了通信中所需的经典信息量,计算结果表明,在采用N个EPR对作为量子信道的情况下只需要(N+1)比特经典信息。 对远程态制备,我们研究了任意二粒子态的远程制备。我们提出了以四粒子簇态为量子通道实现任意二粒子态的制备,也提出了以两个三粒子非最大纠缠GHZ态为量子通道,通过两步投影测量的办法来实现高概率的二粒子态的远程制备方案。
【学位授予单位】:西北大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:O413.1

【参考文献】
中国期刊全文数据库 前5条
1 ;Quasi-secure quantum dialogue using single photons[J];Science in China(Series G:Physics,Mechanics & Astronomy);2007年05期
2 ;Revisiting the security of quantum dialogue and bidirectional quantum secure direct communication[J];Science in China(Series G:Physics,Mechanics & Astronomy);2008年05期
3 计新;张寿;;利用两个EPR对隐形传送三粒子纠缠态(英文)[J];量子电子学报;2006年06期
4 李艳玲;冯健;;利用单个三粒子最大GHZ态或两个EPR态隐形传送任意三粒子GHZ态[J];物理学报;2007年04期
5 赵志,冯芒,詹明生;量子算法与量子计算实验[J];物理学进展;2001年02期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 邓富国;量子通信理论研究[D];清华大学;2004年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 黄雄华,王伟;量子信息技术浅论[J];安徽电子信息职业技术学院学报;2004年Z1期
2 刘志猛;基于BB84协议的量子密码体制浅析[J];安阳工学院学报;2005年04期
3 王吉林;刘建设;陈培毅;;量子计算与超导量子计算机[J];微纳电子技术;2009年06期
4 陈时华;;Properties of the two- and three-dimensional quantum dot qubit[J];半导体学报;2010年05期
5 彭永刚;SHOR量子算法的原理与模拟的研究[J];重庆邮电学院学报(自然科学版);2004年06期
6 赵义红,李正文,刘永智,何其四;基于波粒二象性的量子光通信系统的研究[J];成都理工大学学报(自然科学版);2005年05期
7 左伟明,潘留仙;量子计算机[J];常德师范学院学报(自然科学版);2003年02期
8 尹辑文;于毅夫;李伟萍;王子武;肖景林;;抛物线性限制势量子点量子比特的研究进展[J];赤峰学院学报(自然科学版);2011年07期
9 熊学仕;付洁;沈柯;;多个控制者参与的量子态受控传递[J];长春理工大学学报;2006年03期
10 ;General Quantum Interference Principle and Duality Computer[J];Communications in Theoretical Physics;2006年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 ;Complexity for the Approximation of Sobolev Imbeddings in the Quantum Computation Model[A];中国自动化学会控制理论专业委员会B卷[C];2011年
2 陈婕;;量子计算机与公钥密码体制[A];中国电子学会第十七届信息论学术年会论文集[C];2010年
3 周萍;龙柳蓉;李宏伟;尹彩流;何良明;;基于高维2N粒子纠缠态的量子离物传态方案以及量子密集编码方案[A];全国第18次原子、原子核物理研讨会暨全国近代物理研究会第十一届学术年会论文集[C];2010年
4 冯向华;马轩文;;在大学物理教学中适当渗透前沿应用案例的介绍——在量子物理基础部分加入量子密码术应用案例的尝试[A];2005年全国高校非物理类专业物理教育学术研讨会论文集[C];2005年
5 于文莉;李海;范辉;;量子遗传算法在二维最大熵图像分割中的应用研究[A];2008通信理论与技术新发展——第十三届全国青年通信学术会议论文集(下)[C];2008年
6 乔辉;吴斌;盛山锋;陈小余;;量子密码通信中暗计数对误码率的影响[A];2008年中国高校通信类院系学术研讨会论文集(下册)[C];2009年
7 彭新华;张竞夫;杜江峰;Dieter Suter;;核磁共振量子模拟器[A];第十六届全国波谱学学术会议论文摘要集[C];2010年
8 陈宗海;张陈斌;;量子控制系统的仿真研究[A];系统仿真技术及其应用(第7卷)——'2005系统仿真技术及其应用学术交流会论文选编[C];2005年
9 李明;陈宗海;;量子计算机——未来二十年的挑战[A];'2006系统仿真技术及其应用学术交流会论文集[C];2006年
10 ;Quantum Searching Algorithm and Circuit Implementation[A];2008’“先进集成技术”院士论坛暨第二届仪表、自动化与先进集成技术大会论文集[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 付晓薇;基于量子力学的图像处理方法研究[D];华中科技大学;2010年
2 宋佩君;相干介质中的量子调控研究[D];华中科技大学;2010年
3 南栋祥;具突变性对象的量子神经网络突变波函数及权重波函数的分析与研究[D];昆明理工大学;2009年
4 汪加梅;关于量子熵的若干研究[D];浙江大学;2010年
5 张明明;面向量子可逆逻辑自动综合的多目标进化算法研究[D];东华大学;2010年
6 韩阳;量子测量及其在量子信息处理中的应用研究[D];国防科学技术大学;2010年
7 吴建荣;空间量子密钥分配中的偏振劣化及系统改进设计[D];中国科学技术大学;2011年
8 王双;光纤量子密钥分配关键技术研究[D];中国科学技术大学;2011年
9 张胜利;量子态的测量、估计与蒸馏研究[D];中国科学技术大学;2011年
10 刘泱;极性分子的速度滤波和缓冲气体冷却的理论和实践研究[D];华东师范大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 杨新元;量子安全直接通信协议的设计与分析[D];解放军信息工程大学;2009年
2 徐孝芳;量子密钥分配仿真及诱骗态研究[D];浙江工商大学;2011年
3 朱瀚敏;基于BB84协议量子密钥通信相位调制驱动电路设计[D];浙江工商大学;2011年
4 薛霆;量子数字签名方案的设计与研究[D];西安电子科技大学;2011年
5 李莉;量子密钥分发系统中数据协调算法的研究和实现[D];西安电子科技大学;2011年
6 田养丽;量子对话协议研究[D];西安电子科技大学;2011年
7 柳莹莹;基于量子进化计算的数据聚类和图像分割[D];西安电子科技大学;2010年
8 王立;量子密钥分发系统的软件研究与实现[D];西安电子科技大学;2011年
9 于景水;量子搜索算法研究及量子纠缠计算[D];江南大学;2011年
10 徐海潭;任意子和拓扑量子计算[D];浙江大学;2009年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前9条
1 杨洪钦;谢树森;陆祖康;江云坤;;利用三粒子W态隐形传送三粒子GHZ态[J];光学学报;2006年02期
2 李敏,姚春梅;二粒子部分缠结态的量子隐形传态(英文)[J];光子学报;2001年08期
3 杨晓冬 ,缪希茄;The theoretic design of NMR pulses program of arbitrary N-qubit Grover's algorithm and the NMR experiment proof[J];Science in China,Ser.A;2002年12期
4 ;NMR experimentai relization of seven-qubit D-J algorithm and controlled phase-shift gates with improved precision[J];Chinese Science Bulletin;2003年03期
5 方细明,朱熙文,冯芒,高克林,施磊;核磁共振量子计算中的赝纯态制备[J];物理学报;1999年08期
6 郑亦庄,戴玲玉,郭光灿;三粒子纠缠W态的隐形传态[J];物理学报;2003年11期
7 黄永畅,李希国;不同积分变分原理的统一[J];物理学报;2005年08期
8 李传锋,郭光灿;量子信息研究进展[J];物理学进展;2000年04期
9 苏晓琴,郭光灿;量子隐形传态[J];物理学进展;2004年03期
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 刘晓曙;量子纠缠及其在量子通讯中的应用[D];山东师范大学;2002年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 赵玉芳,曹轶乐,杨伯君,于丽;量子孤子的产生及其在通信中的应用[J];光通信技术;2004年09期
2 王亦军;;幽灵般的超距感应[J];大科技(科学之谜);2008年01期
3 ;科学家发现“无痕截获”量子通信方法[J];光机电信息;2010年09期
4 王一奇;方建兴;姜炜星;;运用扩展的Bell测量实现三粒子任意态的量子隐形传态(英文)[J];苏州大学学报(自然科学版);2008年04期
5 薛鹏,韩超,喻擘,林秀敏,郭光灿;利用光学腔中的原子实现纠缠制备与量子通信[J];量子光学学报;2004年S1期
6 本刊编辑部;;科学家预计10年内有望实现全球化量子通信[J];创新科技;2010年06期
7 詹源源;;量子通信技术的发展动态及应用[J];科协论坛(下半月);2011年02期
8 本刊记者;;中科大教授获得量子通信实验领域重大突破 实现基于冷原子量子存储的量子中继器[J];安徽科技;2008年09期
9 ;城域量子通信网建成 信息安全获重大突破[J];华南金融电脑;2009年10期
10 周小清;邬云文;;利用三粒子纠缠态建立量子隐形传态网络的探讨[J];物理学报;2007年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 陈志元;冯世栋;;量子通信技术及其军事应用分析[A];2010通信理论与技术新发展——第十五届全国青年通信学术会议论文集(上册)[C];2010年
2 郭迎;何广强;熊锦;曾贵华;;量子纠错码及其在量子通信中的应用研究[A];第十二届全国量子光学学术会议论文摘要集[C];2006年
3 薛鹏;韩超;喻擘;林秀敏;郭光灿;;利用光学腔中的原子实现纠缠制备与量子通信[A];第十一届全国量子光学学术会议论文摘要集[C];2004年
4 赵宝奎;邓富国;周宏余;;高效稳定的DPS-QKD方案[A];第十三届全国量子光学学术报告会论文摘要集[C];2008年
5 刘亚宁;陈涛;;生物光子发射和信息传递[A];第八届全国发光分析暨动力学分析学术研讨会论文集[C];2005年
6 李熙涵;邓富国;周宏余;;联合噪声下的光量子态保真传输与量子通信[A];第十三届全国量子光学学术报告会论文摘要集[C];2008年
7 彭建;冯雪冬;高慧敏;杨伯君;于丽;;应用于量子通信中的1.55μm波段光孤子脉冲源的研制[A];第十二届全国量子光学学术会议论文摘要集[C];2006年
8 李剑;史保森;江云坤;范晓峰;郭光灿;;非破坏性的偶数粒子GHZ纠缠态识别方案[A];第九届全国量子光学学术报告会摘要集(Ⅱ)[C];2000年
9 张光宇;王川;王婉莹;郝亮;刘洋;马晛;龙桂鲁;;空间量子通信实验系统研究[A];第十三届全国量子光学学术报告会论文摘要集[C];2008年
10 杨伯君;傅艺飞;尚旭东;于丽;;在光子晶体光纤中产生光孤子压缩态[A];全国第十三次光纤通信暨第十四届集成光学学术会议论文集[C];2007年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 记者 李陈续 通讯员 杨保国;量子通信走进日常生活[N];光明日报;2009年
2 ;中科大建成世界首个全通型量子通信网络[N];网络世界;2009年
3 记者 黄堃;量子通信也可能被无痕窃听[N];新华每日电讯;2010年
4 耿熹;陈增兵:不会遭窃的量子通信[N];北京科技报;2008年
5 郭路;我国量子通信研究取得新进展[N];人民邮电;2009年
6 ;中国率先建起量子通信网[N];计算机世界;2009年
7 本报记者 高博;量子通信:永远解不开的密码[N];科技日报;2010年
8 记者 汪永安;世界首个规模化量子通信网合肥开工[N];安徽日报;2010年
9 未进;安全无忧的量子通信[N];人民公安报;2010年
10 本报记者 祝蕾;济南企业牵头承担“十二五”863计划量子通信技术专项[N];济南日报;2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 沈奇;量子通信中的精密时间测量技术研究[D];中国科学技术大学;2013年
2 陈杰;实用化量子通信系统及其关键技术的研究[D];华东师范大学;2010年
3 邓富国;量子通信理论研究[D];清华大学;2004年
4 杨彬;自由空间量子通信技术的实验研究[D];中国科学技术大学;2013年
5 金贤敏;远程量子通信的实验研究[D];中国科学技术大学;2008年
6 权东晓;量子通信协议研究[D];西安电子科技大学;2009年
7 刘晓慧;多用户量子通信方案及协议研究[D];西安电子科技大学;2013年
8 阎毅;自由空间量子通信若干问题研究[D];西安电子科技大学;2009年
9 赵楠;多用户量子通信关键技术研究[D];西安电子科技大学;2012年
10 高亭;量子通信和概率克隆在量子计算中的应用[D];首都师范大学;2005年
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1 钟波;基于自由空间的量子通信算法研究[D];宁波大学;2012年
2 文玥;量子密钥及量子密钥分配信号的同步性研究[D];长春理工大学;2008年
3 尚旭东;量子通信中的若干实验研究[D];北京邮电大学;2008年
4 郑凯;空间量子通信中偏振跟踪技术研究[D];哈尔滨理工大学;2009年
5 李宠;空间平台量子通信载荷地面检测系统研究与实现[D];宁波大学;2013年
6 程巍;联合噪声中的量子通信[D];渤海大学;2013年
7 王朋朋;多方量子通信协议研究[D];吉首大学;2012年
8 韩宇宏;量子通信中单光子探测器的研制及相关问题的研究[D];北京邮电大学;2010年
9 卢非;基于相位调制偏振编码的QKD系统的偏振补偿技术[D];华南师范大学;2005年
10 郝辉;量子保密通信系统及交换技术研究[D];西安电子科技大学;2013年
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