单个N维量子系统的量子秘密共享

提出了一种单个N维量子系统的量子秘密共享方案.在该方案中，利用对Bennett和Brassard协议(BB84协议)中使用的两基四态扩展到多基多态，分发者对要共享的秘密采用多基多态编码，将被编码的单个N维量子系统发送给他的两个代理人之一，该代理人利用一个N维克隆机对接收到的粒子做幺正操作，然后把粒子发送给另一代理人.在得知最后一个代理人接收到该粒子之后，分发者告知两个代理人他所用的制备基，然后两个代理人分别对自己的系统进行测量并在合作之后获知分发者所发送的粒子的量子态.该方案的安全性基于量子不可克隆定理. 关键词： 量子秘密共享 多基多态编码 N维克隆机 量子不可克隆定理     

基于量子图态的量子秘密共享

本文基于量子图态的几何结构特征,利用生成矩阵分割法,提出了一种量子秘密共享方案.利用量子图态基本物理性质中的稳定子实现信息转移的模式、秘密信息的可扩展性以及新型的组恢复协议,为安全的秘密共享协议提供了多重保障.更重要的是,方案针对生成矩阵的循环周期问题和因某些元素不存在本原元而不能构造生成矩阵的问题提出了有效的解决方案.在该方案中,利用经典信息与量子信息的对应关系提取经典信息,分发者根据矩阵分割理论获得子秘密集,然后将子秘密通过酉操作编码到量子图态中,并分发给参与者,最后依据该文提出的组恢复协议及图态相关理论得到秘密信息.理论分析表明,该方案具有较好的安全性及信息的可扩展性,适用于量子网络通信中的秘密共享,保护秘密数据并防止泄露.     

量子纠缠态的普适远程克隆

提出一种任意两粒子纠缠态1→2普适远程克隆方案. 此方案仅需一个特殊的四粒子纠缠态作为量子信道, 就可使处于空间不同位置的两个接收者分别以5/6的保真度得到任意输入态的近似拷贝, 该保真度远高于已有方案中的保真度. 将方案推广到任意两粒子纠缠态1→N(N>2)普适远程克隆的情况, 可使处于不同地点的N个接收者分别以(2N+1)/(3N)的保真度得到输入态的近似拷贝. 另外, 提出一种以上述单个特殊四粒子纠缠态作为量子信道, 在多目标量子比特受控非门和 关键词： 量子纠缠态 普适远程克隆 保真度     

噪声情况下的量子网络直接通信

提出和研究了噪声情况下的量子网络直接通信. 通信过程中所有量子节点共享多粒子Greenberger-Horne-Zeilinger (GHZ)量子纠缠态; 发送节点将手中共享的GHZ态的粒子作为控制比特、传输秘密信息的粒子作为目标比特, 应用控制非门(CNOT)操作; 每个接收节点将手中共享GHZ 态的粒子作为控制比特、接收到的秘密信息粒子作为目标比特, 再次应用CNOT门操作从而获得含误码的秘密信息. 每个接收节点从秘密信息中提取部分作为检测比特串, 并将剩余的秘密信息应用奇偶校验矩阵纠正其中存在的比特翻转错误, 所有接收节点获得纠正后的秘密信息. 对协议安全、吞吐效率、通信效率等进行了分析和讨论.     

具有双向认证功能的量子秘密共享方案

利用两粒子纠缠态作为经典信息的载体,结合Hash函数和量子本地操作提出了一种可以实现双向认证功能的量子秘密共享方案,并且分析了它的安全性. 这种方案的安全性基于秘密共享双方的认证密钥和传输过程中粒子排列次序的保密. 若不考虑认证和窃听检测所消耗的粒子,平均1个Bell态共享2 bit经典信息. 关键词： 量子秘密共享 认证密钥 量子双向认证 两粒子量子纠缠     

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     

量子比特的普适远程翻转和克隆

提出一种把量子隐形传态、最佳普适量子比特翻转和最佳普适量子克隆三者结合起来的量子比特普适远程翻转和克隆方案.当发送者和处于不同地点的三个接收者共享一个特定的四粒子纠缠态作为量子信道时,通过发送者的Bell基测量、经典通信和各个接收者的局域幺正变换,一个接收者能够以2/3的最佳保真度得到一份原未知量子比特的正交补态,另外两个接收者能够分别以5/6的最佳保真度得到原未知量子比特的一份拷贝.此方案用较少的量子纠缠资源同时完成了未知量子比特的普适远程翻转和克隆,且其保真度分别达到了最佳.实现此方案的关键在于构造出发送者和接收者共享的特定四粒子纠缠态作为量子信道,分析了此特殊四粒子态内在的纠缠结构.     

利用N粒子纠缠态的量子秘密共享

为了高效实现多方之间的量子秘密共享,引入了一种纠缠度较高的N粒子纠缠态,并提出了利用该N粒子纠缠态在一方与(N-1)方之间形成共享秘密位串的方案.该方案在建立秘密位串的过程中,Alice对发送的粒子随机选择么正操作I和σx,并选择一部分粒子用于检测信道的安全;之后Alice根据(N-1)方选择的操作又选择了一部分粒子用于对参与者诚实度检测及信道安全检测.通过多次对窃听者的检测,很好地保证了信道的安全性及产生的秘密位串的可用性.最终在Alice及另外(N-1)方之间可形成n[1-(N-1)/2N-1]/6个共享秘密位.     

利用N粒子纠缠态的量子秘密共享

 为了高效实现多方之间的量子秘密共享,引入了一种纠缠度较高的N粒子纠缠态,并提出了利用该N粒子纠缠态在一方与（N-1）方之间形成共享秘密位串的方案.该方案在建立秘密位串的过程中,Alice对发送的粒子随机选择么正操作I和σx,并选择一部分粒子用于检测信道的安全|之后Alice根据（N-1）方选择的操作又选择了一部分粒子用于对参与者诚实度检测及信道安全检测.通过多次对窃听者的检测,很好地保证了信道的安全性及产生的秘密位串的可用性.最终在Alice及另外（N-1）方之间可形成n[1-(N-1)/2 N-1]/6个共享秘密位.     

量子信息掩蔽

量子信息掩蔽是量子信息处理中的一个新兴概念,它将量子信息完全转移至各个量子实体的关联之中,从而使单个量子系统不再包含掩蔽前的任何信息。量子信息掩蔽在量子比特承诺、秘密共享等方面都具有重要的应用;然而与量子态的克隆、广播、隐藏等操作类似,人们无法使用一个普适的两体幺正演化来实现量子信息的掩蔽。本文系统地介绍近期量子信息掩蔽方向的一系列研究进展：首先描述了可实现量子信息掩蔽态集合的几何特征,给出掩蔽操作的实现方法,讨论了其在信息论中的含义以及与量子纠错码等概念的联系;然后介绍量子信息掩蔽的实验实现,展现量子信息掩蔽在高维体系等复杂系统中的可行性,并展示其在量子秘密共享和噪声免疫的量子通信等方面的应用。