基于腔QED的无信息泄露量子对话(英文)

良好的安全性对量子保密通信协议而言是不可或缺的,但信息泄露已成为量子对话的一个严重安全威胁.为了解决信息泄露问题,利用腔QED中原子的演化规律提出一个基于腔QED的无信息泄露量子对话协议,利用腔QED中两个Bell态纠缠交换后的测量相关性来克服信息泄露问题.研究表明:该协议能够通过安全检测探测到外部窃听者的主动攻击,如截获-重发攻击、测量-重发攻击和纠缠-测量攻击;在每轮通信可以安全交换4比特秘密信息;对信息泄露问题和外部窃听者的主动攻击,都具备良好的安全性.     

基于Bell态粒子和单光子混合的量子安全直接通信方案的信息泄露问题

最近,一种基于Bell态粒子和单光子混合的量子安全直接通信方案[物理学报65 230301(2016)]被提出.文章宣称一个量子态可以编码3比特经典信息,从而使得协议具有很高的信息传输效率.不幸的是,该协议存在信息泄露问题:编码在单光子上的3比特经典信息有2比特被泄露,而编码在Bell态上的3比特经典信息有1比特被泄露,所以它不是一个安全的直接量子通信方案.在保留原协议思想且尽可能少地更改原协议的基础上,我们提出一种改进的消息编码规则,从而解决信息泄露问题,使之成为一个高效、安全的量子通信协议.衷心希望研究者能对量子安全通信协议中信息泄露问题引起足够重视,设计真正安全的量子通信协议.     

基于六粒子纠缠态和Bell态测量的量子信息分离

通过介绍六粒子纠缠态的新应用研究,提出了一个二粒子任意态的信息分离方案.在这个方案中,发送者Alice、控制者Charlie和接受者Bob共享一个六粒子纠缠态,发送者先执行两次Bell基测量|然后控制者执行一次Bell基测量|最后接受者根据发送者和控制者的测量结果,对自己拥有的粒子做适当的幺正变换,从而能够重建要发送的二粒子任意态.这个信息分离方案是决定性的,即成功概率为100%.与使用相同的量子信道进行二粒子任意态的信息分离方案相比,本文提出的方案只需要进行Bell基测量而不需要执行多粒子的联合测量,从而使得这个方案更简单、更容易,并且在目前的实验室技术条件下是能够实现的.     

基于六粒子纠缠态和Bell态测量的量子信息分离

通过介绍六粒子纠缠态的新应用研究,提出了一个二粒子任意态的信息分离方案.在这个方案中,发送者Alice、控制者Charlie和接受者Bob共享一个六粒子纠缠态,发送者先执行两次Bell基测量;然后控制者执行一次Bell基测量;最后接受者根据发送者和控制者的测量结果,对自己拥有的粒子做适当的幺正变换,从而能够重建要发送的...     

基于五粒子团簇态的可控量子安全直接通信

提出了一个利用五粒子团簇态实现的可控量子安全直接通信方案.在这一方案中,首先信息发送者Alice、信息接收者Bob和控制者Charlie共享由Alice制备的一有序序列团簇态作为量子信道;在确定量子信道的安全性以后,Alice制备编码量子态(Bell态)序列,然后通过对自己手中的粒子进行Bell基测量,接着Charlie对自己手中的粒子进行单粒子的测量,就能把信息传送给接收者Bob;最后,Bob测量自己手中的粒子,并通过分析三人的测量结果,从而获得Alice要传送的信息.在我们提出的方案中,携带信息的粒子不需要在公共信道上传输.该文中,我们给出了方案的安全性分析,证明了我们的方案是决定性的和安全的.在未来,我们的方案在以目前的实验技术为基础条件下很可能得到实现.     

基于cluster态任意单粒子态可控量子信息共享

基于cluster态具有较强的纠缠顽固性,提出两个利用四粒子cluster态传送任意单粒子态的量子信息共享方案.第一个方案中发送者Alice、控制者Charlie和接收者Bob共享一个四粒子纠缠态,首先Alice对自己拥有的粒子执行一个三粒子Von-Neumann联合测量,然后Charlie对其拥有粒子执行Z基测量,最后Bob根据发送者和控制者的测量结果,对所拥有的粒子做适当的幺正变换,就能重建共享的单粒子任意态.第二个方案利用一个辅助粒子,发送者Alice、控制者Charlie只需做Bell基测量,Bob通过比特位翻转和幺正变换即可得到Alice传送的量子态.与已有方案相比,两方案信息共享的成功概率为100%,且只需四粒子cluster态为载体,可在目前实验室技术条件下实现.     

基于量子隐形传态的完全Bell基测量

完全区分4个Bell态是实现量子隐形传态过程的关键,目前线形光学的办法还不能对Bell态进行完全的测量.我们根据两光子量子隐形传态方案利用Mach-Zehnder干涉仪,通过高位希尔伯特空间中偏振与路径之间的纠缠实现了完全bell基测量.通过引入参考光的方法,达到干涉仪两臂相位的自动稳定;该方案成功应用于16 km自由空间量子隐形传态实验中.     

基于五粒子团簇态实现经济和简单的二粒子任意态的可控隐形传态(英文)

通过对五粒子团簇态新应用的研究,提出了一个经济和简单的二粒子任意态的可控隐形传态方案.在这个方案中,发送者(Alice)、控制者(Charlie)和接收者(Bob)共享一个五粒子团簇态,发送者只需要执行Bell基测量,而控制者也仅需要执行单粒子投影测量.接受者根据发送者和控制者的测量结果,对自己拥有的粒子做适当的幺正变换,就可以重建发送者的二粒子任意态.这个可控隐形传态方案是决定性的,成功的概率为100%.与使用相同的量子信道进行二粒子任意态的可控隐形传送方案相比,不需要执行多粒子的联合测量,从而使得这个方案更加简单.     

基于五粒子团簇态实现经济和简单的二粒子任意态的可控隐形传态

通过对五粒子团簇态新应用的研究,提出了一个经济和简单的二粒子任意态的可控隐形传态方案.在这个方案中,发送者（Alice）、控制者（Charlie）和接收者（Bob）共享一个五粒子团簇态,发送者只需要执行Bell基测量,而控制者也仅需要执行单粒子投影测量.接受者根据发送者和控制者的测量结果,对自己拥有的粒子做适当的幺正变换,就可以重建发送者的二粒子任意态.这个可控隐形传态方案是决定性的,成功的概率为100%.与使用相同的量子信道进行二粒子任意态的可控隐形传送方案相比,不需要执行多粒子的联合测量,从而使得这个方案更加简单.     

利用Bell态实现量子隐形传态

量子隐形传态利用了量子的纠缠特性,在物理层实现了不可破译的量子密码通信.文章从信息论的角度描述了量子纠缠态的特性,给出了实现量子纠缠态的物理门线路;利用该量子纠缠态的量子线路,分析隐形传态的通信模型,给出了利用Bell态实现隐形传态的简单结构的量子线路,证明该量子线路是可行的,为进一步研究量子密码通信提供参考.     

Cryptanalysis of multiparty quantum secret sharing with Bell states and Bell measurements

The security of multiparty quantum secret sharing with Bell states and Bell measurements [R.H. Shi et al., Opt. Commun. 283 (2010) 2476] is analyzed. It is shown that the first agent and the last one can gain access to the dealer's secret if they collaborate in this protocol. Therefore, this protocol does not satisfy the security requirement of quantum secret sharing.     

Inseparable Criterion and Bell Inequality

In this letter, we shall show how to construct constrained Bell-type inequality for a general two-party system, and violating this inequality is equivalent to being inseparable. For 2 × 2 system, the maximum violation is 3, while for 3 × 3 system, the largest violation is 11/3.     

Controlled quantum teleportation with Bell states

We propose a new scheme for controlled quantum teleportation with Bell states in which classical keys for controllers’ portion are used. We also discuss the security of the proposed scheme and show that it can satisfy the requirements for controlled quantum teleportation. The comparison between this scheme and the previous ones shows that it is more economical and efficient.     

Bell’s inequalities and kolmogorov’s axioms

After recalling proofs of the Bell inequality based on the assumptions of separability and of noncontextuality, the most general noncontextual contrapositive conditional probabilities consistent with the Aspect experiment are constructed. In general these probabilities are not all positive.     

The use of Bell inequalities in quantum optics

Experimental observed violations of Bell inequalities might be due to some selection process which conspires to produce the non-classical correlation. Therefore it is important to carry out a careful analysis of the selection process involved in any test of Bell inequalities.     

Deterministically distinguishing a remote Bell state

It has been proven that, with a single copy provided, the four Bell states cannot be distinguished by local operations and classical communications (LOCC). Traditionally, a Bell basis projective measurement is needed to distinguish the four Bell states, which is usually carried out with a local interference between two particles. This paper presents an interesting protocol that allows two remote parties to distinguish four Bell states deterministically. We prove that our protocol of distinguishing remote Bell states is beyond LOCC.     

基于量子相干性的四体贝尔不等式构建

贝尔不等式在定域性和实在性的双重假设下,对于被分隔的粒子同时被测量时其结果的可能关联程度建立了一个严格的限制,违反贝尔不等式确保量子态存在纠缠.本文利用量子相干性的l1和相对熵测度构建了四体量子贝尔不等式,发现一般实系数Greenberger-Horne-Zeilinger纯态和簇纯态总是违反四体相对熵相干性测度贝尔不等式,因此违反四体相对熵相干性测度贝尔不等式的这些态是纠缠态.     

Relevant multi-setting tight Bell inequalities for qubits and qutrits

In the celebrated paper [D. Collins, N. Gisin, J. Phys. A Math. Gen. 37 (2004) 1775], Collins and Gisin presented for the first time a three-setting Bell inequality (here we call it CG inequality for simplicity) which is relevant to the Clauser–Horne–Shimony–Holt (CHSH) inequality. Inspired by their brilliant ideas, we obtained some multi-setting tight Bell inequalities, which are relevant to the CHSH inequality and the CG inequality. Moreover, we generalized the method in the paper [J.L. Chen, D.L. Deng, Phys. Rev. A 79 (2009) 012115] to construct Bell inequality for qubits to higher dimensional system. Based on the generalized method, we present, for the first time, a three-setting tight Bell inequality for two qutrits, which is maximally violated by nonmaximally entangled states and relevant to the Collins–Gisin–Linden–Massar–Popescu inequality.