陆地量子移动通信最优纠缠多址中继方案

为了解决EPR纠缠通过大气空间在通信终端之间的分发问题,使量子移动用户之间及时建立纠缠,提出了一种新的陆地量子移动通信网络的量子纠缠多址中继方案和分区服务模型.分析比较了基于量子受控非门和极化分束器的两种纠缠纯化方法.结果表明:即使在量子移动终端之间没有共享EPR纠缠对的情况下,通过纠缠纯化和量子多址中继,仍然可以完成...     

基于GHZ纠缠态实现纯EPR对的双向量子隐形传态

提出了一种基于Greenberger-Horne-Zeilinger(GHZ)纠缠态进行纯EPR对双向隐形传态的方案.通过使用纠缠交换技术,通信双方Alice和Bob共享两对三粒子GHZ纠缠态来构建量子信道.方案中通过使用受控非门操作,单量子位测量以及适当的幺正操作,通信双方可以同时发送一个纯EPR对给对方.故相比仅可以传送单一量子态的方案更经济.     

陆地量子移动通信最优纠缠多址中继方案

为了解决EPR纠缠通过大气空间在通信终端之间的分发问题,使量子移动用户之间及时建立纠缠,提出了一种新的陆地量子移动通信网络的量子纠缠多址中继方案和分区服务模型.分析比较了基于量子受控非门和极化分束器的两种纠缠纯化方法.结果表明:即使在量子移动终端之间没有共享EPR纠缠对的情况下,通过纠缠纯化和量子多址中继,仍然可以完成量子态的无线传输,并且其传输时延与所经过的链路距离和基站数目无关|因此,从数据传输时延的观点来看,该方案是最优的.本研究对于构建大规模量子移动通信网具有一定的奠基作用.     

量子保密通信的技术现状及安全性

理论上,量子密钥分发可以带来绝对安全的保密通信.但是真实系统的量子密钥分发的安全性需要进一步证明.现有的基于弱相干态的量子密码实验在光子数分离攻击下是完全不安全的.诱骗信号方案(decoy-state method)及纠缠对分发方案可以实现基于现有技术的、真实系统的绝对安全量子密钥分发.     

多粒子纠缠态QTDM通信方案及QMU协议

分析了未知的三个三态粒子纠缠态的隐形传送过程,结合纠缠源的特性,提出了量子信道时分复用方案.同时还提出了一种可传送多粒子纠缠态的量子时分多路通信方案和量子多用户协议.研究结果表明,该方案与采用BB84协议的量子通信系统相比,不仅能够实现量子多用户安全保密通信,而且误码率低.     

基于三粒子W态的身份认证

无认证中心的认证协议一般由通信双方相互认证.事先共享纠缠态或身份密钥,结构简单,但不适于扩展成通信网络.通过引入可信第三方认证中心,并利用三粒子W纠缠态的稳健性,提出了一个基于W态的身份认证协议,使得合法通信用户可以在认证中心的协助下进行安全身份认证,身份认证的同时即完成了纠缠粒子的分发.认证完成后,合法通信用户可安全共享EPR纠缠态并在第三方的控制下进行量子直传通信.针对窃听者常用攻击手段进行了安全性分析,结果表明在身份认证过程中可以有效的抵御伪装攻击,截取重发攻击与纠缠攻击等.基于第三方的通信结构具有可扩展性、实用性和受控性.     

基于单光子的高效量子安全直接通信方案

首先介绍了单次发送单光子的量子安全直接通信方案的具体步骤.基于该方案的基本步骤,逐步扩展到分两次和分四次发送单光子序列的量子安全直接通信方案,重点介绍各方案对应的编码规则.分析上述方案的效率可以看出,发送次数的增加可以增加单光子的分类,大大提高每个单光子的编码容量和整个通信中量子态的传输效率.最后提出有通用性的分n (n为2的整数次幂)次发送单光子来进行量子安全直接通信的方案及其编码规则,经过安全性分析证明方案安全可行.通过效率分析,该方案比现有方案的通信效率更高,而且该方案的实施只用到单光子,不涉及量子纠缠,实现难度更小.     

电子自旋辅助实现光子偏振态的量子纠缠浓缩

量子纠缠浓缩可以将非最大的纠缠态转变为最大纠缠态,提高量子通信的安全性.本文基于圆偏振光和量子点-腔系统的相互作用,用一个单光子作为连接远距离纠缠光子对的桥梁,在理想条件下实现了光子偏振纠缠态的浓缩.计算结果显示,这个纠缠浓缩方案在考虑耦合强度和腔泄漏的情况下也可以保持较高的保真度,而且不需要知道部分纠缠态的初始信息,也不必重复执行纠缠浓缩过程.这不仅提高了量子纠缠浓缩的安全性,也有助于通过消耗最少的量子资源来实现高效的量子信息处理.     

多输入多输出量子密钥分发信道容量研究

量子安全通信是一个量子密钥分发过程,目前采用的通信技术严重制约了量子密钥分发的比特率.将多输入多输出（MIMO）技术应用于量子密钥分发系统,可提高量子密钥分发的比特率,促进量子安全通信向高速大容量发展.文中首先构造出MIMO量子密钥分发信道中多光子纠缠态Wigner算符矩阵.并在此基础上,推导出多光子双模压缩纠缠态Wigner算符矩阵和MIMO量子密钥分发信道容量.为开发稳健的MIMO量子安全通信空时处理算法和优化设计高性能MIMO量子密钥分发系统提供理论支撑和技术基础. 关键词： 多输入多输出 双模压缩态 多光子纠缠态 信道容量     

量子直接传态

把一个任意量子态在既有噪声又有窃听的信道下安全可靠地传输,是一个广泛而重要的问题.现在已有的方法是先传输大量的Einstein-Podolsky-Rosen (EPR)纠缠对,然后进行纠缠纯化,获得一对近似完美的纠缠对,再进行隐形传态或者远程态制备来传输量子态.本文给出一种直接安全传输量子态的方法,通过使用量子直接通信,安全地传输大量同样的任意量子态,然后利用单量子态的纯化方法,得到一个近于完美的量子态.这是一种不需要量子纠缠的量子态安全传输方法,避免使用纠缠资源.这种方案是量子隐形传态和远程态制备之外的又一途径.此外,这一方案将原来只是用来传输经典信息的量子安全直接通信扩展到传输任意量子态的新领域,扩大了量子直接通信的用途.这一方案将在未来量子互联网中有重要的应用.     

多方控制的量子安全直接通信协议的分析及改进

对一种多方控制的量子安全直接通信协议(WCZT协议)进行了安全性分析,并利用隐形传态给出了一种新的攻击方法.利用该攻击方法,接收方可以在没有征得任何控制方同意的情况下获得发送方的消息,因此该协议是不安全的.对该协议进行了改进,分析表明改进后的协议能够抵抗这种攻击,可以满足多方控制的量子安全直接通信的目的. 关键词： 隐形传态 单光子 多方控制 量子安全直接通信     

Quantum secure direct dialogue using Einstein-Podolsky-Rosen pairs

A two-step quantum secure direct dialogue protocol using Einstein-Podolsky-Rosen(EPR)pair block is proposed.In the protocol,the dialogue messages are encoded on series of qubits and sent through a quantum channel directly.The security of the protocol is assured by its connection to the two-step quantum secure direct communication protocol,which has been proved secure.This protocol has several advantages.It is a direct communication protocol that does not require a separate classical communication for the ciphertext.It has high capacity as two bits of secret messages can be transmitted by an EPR pair.As a dialogue protocol,the two parties can speak to each other either simultaneously or sequentially.     

控制的量子隐形传态和控制的量子安全直接通信

我们提出了一个控制的量子隐形传态方案。在这方案中，发送方Alice 在监督者Charlie的控制下以他们分享的三粒子纠缠态作为量子通道将二能级粒子未知态的量子信息忠实的传给了遥远的接受方Bob。我们还提出了借助此传态的控制的量子安全直接通信方案。在保证量子通道安全的情况下， Alice直接将秘密信息编码在粒子态序列上，并在Charlie控制下用此传态方法传给Bob。Bob可通过测量他的量子位读出编码信息。由于没有带秘密信息的量子位在Alice 和Bob之间传送，只要量子通道安全， 这种通信不会泄露给窃听者任何信息， 是绝对安全的。这个方案的的特征是双方通信需得到第三方的许可。     

One-Way Quantum Authenticated Secure Communication Using Rotation Operation

This study proposes a theoretical quantum authenticated secure communication (QASC) protocol using Einstein-Podolsky-Rosen (EPR) entangle state,
which enables a sender to send a secure as well as authenticated message to a receiver within only one step quantum transmission without having
the classical channels and the certification authority.     

Controlled Secure Quantum Communication Using Pure Entangled W Class States

We present a controlled secure quantum communication protocol using non-maximally （pure） entangled W states first, and then discuss the basic requirements for a real quantum communication. We show that the authorized two users can exchange their secret messages with the help of the controller after purifying the non-maximally entangled states quantum channel unconditionally securely and simultaneously. Our quantum communication protocol seems even more feasible within present technologies.     

Efficient quantum secure communication with a publicly known key

This paper presents a simple way for an eavesdropper to eavesdrop freely the secret message in the experimental realization of quantum communication protocol proposed by Beige et al （2002 Acta Phys. Pol. A 101 357）. Moreover, it introduces an efficient quantum secure communication protocol based on a publicly known key with decoy photons and two biased bases by modifying the original protocol. The total efficiency of this new protocol is double that of the original one. With a low noise quantum channel, this protocol can be used for transmitting a secret message. At present, this protocol is good for generating a private key efficiently,     

Measurement-device-independent quantum secure direct communication

Quantum secure direct communication(QSDC)is a unique technique,which supports the secure transmission of confidential information directly through a quantum channel without the need for a secret key and for ciphertext.Hence this secure communication protocol fundamentally differs from its conventional counterparts.In this article,we report the first measurement-deviceindependent(MDI)QSDC protocol relying on sequences of entangled photon pairs and single photons.Explicitly,it eliminates the security loopholes associated with the measurement device.Additionally,this MDI technique is capable of doubling the communication distance of its conventional counterpart operating without using our MDI technique.We also conceive a protocol associated with linear optical Bell-basis measurements,where only two of the four Bell-basis states could be measured.When the number of qubits in a sequence reduces to 1,the MDI-QSDC protocol degenerates to a deterministic MDI quantum key distribution protocol.     

安全传送明文的量子直传实验方案设计

乒乓直传协议是一种新颖的量子直传通信协议。基于量子纠缠特性,乒乓协议允许绝对安全地进行明文直接通信和渐进地进行密钥安全分发。是一种绝对安全的即时通信协议。该量子直传协议将来有望成为安全稳定的光量子通信的主流方式。然而,目前还没有该协议的物理实现方案。分析了乒乓直传协议的工作原理．给出了该协议的流程图,进而分析了协议的物理实现机制,结合纠缠光子源、自由空间单光子路由控制和单光子检测技术,提出了在自由空间中实现乒乓直传协议的实验技术方案,并设计出了乒乓直传协议的实验装置。此实验技术方案为从实验角度进一步研究乒乓协议,以及未来此协议的商业化应用提供了参考。     

多方控制的量子安全直接通信协议

基于单光子序列的顺序重排，提出了一种可应用于一些特殊的场景的多方控制的量子安全直接通信协议.协议中，接收方只有在得到所有控制方的同意之后，才能恢复出发送方的秘密消息.协议的安全性由量子不可克隆定理和单光子序列的秘密传输顺序所保证.此外，除了用于窃听检测的部分光子，所有的光子都用于编码秘密消息，而且协议的实现不需要使用纠缠态，该协议具有效率高和实现简单等特点. 关键词： 量子密码 量子安全直接通信 顺序重排 单光子     

Quantum Secure Direct Communication Using W State

A theoretical scheme of quantum secure direct communication using teleportation is proposed. In the scheme, the sender needs to prepare a class of three-particle W states to use as quantum channel. The two communicators may communicate after they test the security of the quantum channel. The security of the protocol is ensured by quantum entanglement and quantum no-cloning theorem. The receiver can obtain the secret message determinately if the quantum channel is secure.