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量子通信中量子密钥问题的研究

王景燕  
【摘要】:量子信息学是近年来刚刚兴起的一门交叉学科。它同时具备量子力学与信息科学的优点。从大的方面说,量子信息学包涵量子通信以及量子计算两个部分。其中,量子通信技术是量子信息的核心内容,为信息的传输提供了更安全的新方法。近年来对这种技术的研究已经从最初的理论研究过渡到实验,并且在理论和实验中都取得了大量的研究成果,正逐步走向实际运用。现阶段量子通信所研究的主要内容包括以下几个方面:量子密集编码、量子隐形传态、量子密钥分配、量子秘密分享、量子密钥协议、量子远程态制备等。 其中,量子密集编码和隐形传态技术是比较重要的量子技术,它们被广泛用于信息处理过程中。可以说这两项对量子通信的发展起着至关重要的作用。 众所周知,信息在人们生活中起着至关重要的作用,谁掌握最新信息谁就能在日益激烈的竞争中占据了主导地位。因此保证信息的安全性成为一个非常重要的任务。为了保证信息不被窃取,人们把传统的密码术与量子技术相结合,取得了更好的成效。 目前,在信息处理过程中,引进了许多物理系统。例如,腔QED系统,线性光学系统,核磁共振系统等。由于光学系统有消相干时间长,光子易于制备与操作以及易于传输的优点。相比之下,光学系统有更广的发展前景。本文对量子通信的一个分支—量子密钥协议方案进行了主要研究,取得结果如下: (1)提出了一种利用EPR块状传输的量子密钥协议。 运用了量子密集编码和EPR块状传输的技术,提出了新的量子密钥协议方案。 大大提高了量子密钥协议的效率。且两次安全检测保障了这种方案的安全性。 (2)在线性光学系统中实现量子密钥协议方案。 利用两比特单光子纠缠对作为信息载体,通信双方通过一系列幺正操作加载自己的信息。此种方案借助一系列线性光学器件进行信息传输。并根据光子探测器的响应情况区分四种单光子态,从而得到最后的密钥。


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