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.     

光量子自己跟自己关联

量子关联违背经典数学关系（即所谓Bell不等式，该不等式所表明的关系，对任何定域实在的经典系统都是正确的），这是量子力学最迷人的预言之一．在关于Bell不等式的实验中，一个光源发射一对相互纠缠的光子（a和b），观察者Alice和Bob分别测量光子a和b的偏振，     

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.     

束流物理学的量子方法初探

 量子束流物理学是近年来发展起来的处理束流传输的全新方法，它是经典束流物理学的有益补充。介绍了量子束流物理学的热波模型和基于狄拉克方程的相对论电子束磁透镜量子理论，并与经典束流物理学方法进行了比较。     

谈谈普朗克常数

 普朗克常数是现代物理学中最重要的物理常数之一,它成为区分宏观客体和微观客体的界限。普朗克常数的发现,在物理学的发展史上具有划时代的意义,它第一次表明了辐射能量的不连续性,这是现代物理学中富有革命性的事件。由于它的发现,物理学进入了一个全新的时代,这个理论物理学的新概念导致了量子理论的建立。普朗克常数发现前经典物理面临的困难19世纪末20世纪初,物理学的各分支已相当成熟,建立起了系统的理论,在应用中发挥越来越大的作用。但是,在和实验进一步对比的过程中,也出现了一些经典物理的范畴内无法解决的困难。黑体辐射19世纪末,人们用经典物理学解释黑体辐射实验时,出现了著名的所谓“紫外灾难”。     

量子物理学难懂吗?──介绍《伯克利物理学教程》第四卷:《量子物理学》

量子物理学是二十世纪初发展起来的新学科,它主要研究的是微观粒子的运动.由于它提出了一些新概念,与我们大家比较熟悉的经典物理概念相差很大,有很多论点被认为难以理解,因而成为初学者的困难.真是这么难吗? “我不相信学习量子物理学比学习物理学其它部分在实质上会更困难”,一位美国教授E.H.威切曼这么说.他编写了一本教科书《量子物理学──伯克利物理学教程第四卷》,现已由复旦大学物理系译成中文出版. 威切曼在序言中指出,过去许多人认为量子物理学“神秘”的原因有两个:一是“经典观点的成见”;一是“实验图象不完整”.他认为,今天…     

级联环境下两量子比特Bell非定域性和量子相干动力学

本文基于与各自的级联环境相互耦合的两量子比特系统,详细讨论了弱、强耦合体系下量子比特与腔之间的耦合强度κ以及腔频率与库的中心频率之间的失谐量δ对Bell非定域性和量子相干动力学的影响。结果表明：在两种耦合体系中,均存在Bell非定域性猝死现象,且Bell非定域性的存活时间或量值随κ和δ的改变而改变。相比之下,量子相干展现了塌缩、复苏等行为,复苏的峰值随κ和δ的增大而增大。此外,我们进一步考察了量子弱测量和测量反转操作对Bell非定域性和量子相干的有效调制作用,获得一些有意义的结果。     

利用广义Bell态信道联合远程制备一个任意三量子比特态

研究了一个联合远程制备任意三量子比特态的方案。该方案利用广义的Bell态作为量子信道,两个发送者分别选择合适的测量基进行测量,然后利用经典信道把测量结果传送出去,接收者根据测量结果对自己手中的粒子采取适当的幺正操作,然后引入辅助粒子并进行选择性测量,就能概率性的得到想要制备的量子态。研究结果表明:利用不同形式的广义Bell态信道成功实现联合远程制备一个任意三量子比特态的概率是一样的,当量子信道处于最大纠缠态时,可以得到最大的成功概率。     

安徽量子通信技术有限公司

<正>量子密钥分发实验系统(BB84)利用量子态的不确定原理、量子态不可克隆原理、量子不可分原理等,将信息编码在单光子的量子态上,可完成量子密钥分发,结合一次一密的加密方式,可实现理论上的无条件安全保密通信。搭建量子密钥分发实验光路学习量子密钥分发BB84协议掌握量子信息编码方法实现量子保密通信全过程开发量子保密通信新的应用小型纠缠源实验系统性能指标波长:810nm。单路计数率:100kps符合计数率:6kps纠缠品质:92%泵浦光功率:0~100mw符合计数器门宽:3ns~10ns应用高亮纠缠光子源高亮单光子源量子成像极化关联曲线实验四种Bell态的制备Bell不等式测量单、双光子干涉实验     

量子力学波粒二象性以及纠缠现象的一个实验验证

对不相符实验进行深度挖掘,以不可辩驳的实验结果深入浅出地解释了量子力学最基本的波粒二象性现象、波函数的叠加原理及量子纠缠现象,体现了量子物理学与经典物理学一样,具有实证性,而不仅仅是由推理和假设构建成的纯理论体系.     

自发Raman散射过程中写激发率对光与原子纠缠源质量的影响

在87 Rb冷原子系综中,利用自发Raman散射过程,实现了光与原子的纠缠。测量了Bell参数S随着写激发率的变化关系,当写激发率增加时,Bell参数S逐渐下降。当写激发率约为1%时,测量了Bell参数S与自旋波存储时间的关系。实验测得Bell参数S会随着存储时间t的增大而减小,在t=80μs的时候S参数的测量值仍然大于2,证明产生的光与原子的纠缠可以保持80μs以上。本文的研究结果为产生高质量的光与原子量子纠缠提供了实验基础。     

双向隐形传态方案及安全性分析

提出了一种用Bell纠缠态作为量子信道,实现双向隐形传态的方案.通信双方Alice、Bob事先共享二对Bell纠缠态,通信开始后,Alice、Bob分别对自己拥有的部分粒子作Bell基联合测量,并将测量结果通过经典信道告诉对方.Alice、Bob根据对方提供的测量结果,做相应的幺正变换,即在己方的粒子上,再现对方要传的量子态信息,从而实现双向传态的目的.为了提高量子双向隐形传态的安全性,加入第三方控制,分析表明,通过增加控制方的粒子数可以增加系统的安全性,但增加到一定数量后,将无助于量子信道安全性的提高.     

量子信令交换机模型设计及性能分析

本文提出了量子信令交换机的模型, 该交换机由经典信息控制模块、交换控制模块和量子交换模块三部分组成. 经典控制模块负责将纠缠初态信息传送给纠缠测量及交换单元并更新路由信息. 交换控制模块实现通路选择, 为纠缠对的分发提供通路. 量子交换模块制备纠缠对, 进行Bell态的测量, 完成纠缠交换. 量子信令交换机可以实现多用户间的信令传输及局域网通信. 通过对交换机的性能分析与仿真, 结果表明该交换机结构简单、安全保密、便于扩展、时延小, 对于构建量子通信网有很好的支撑作用. 关键词： 量子通信 量子信令网 量子信令交换机 纠缠交换     

基于Bell态和Bell测量的无信息泄露受控双向量子安全直接通信(英文)

提出一个无信息泄露的受控双向量子安全直接通信协议.协议中合法通信双方Alice和Bob在控制者Charlie的控制下实现彼此秘密信息的安全交换,利用3个Bell态纠缠交换后的测量相关性来克服信息泄露问题.由于该协议仅利用Bell态作为量子资源,而且仅需要进行Bell测量,所以方便实现.安全性分析表明,该协议不仅能检测到外部窃听者的主动攻击,而且还能检测到控制者Charlie的不诚实行为,因此,具备良好的安全性.     

真空不空

在物理学中,真空是一个非常古老的概念。一方面,相对论的诞生摒弃了经典物理学中的真空中充满以太的概念,另一方面,量子力学的建立,又赋予了真空非常丰富的物理内容。作者将综述在相对论量子力学、量子场论以及量子信息学的视角下,所揭示的真空的各种结构和特性。不难发现,真空的量子理论,在现代物理学诸多领域中占有非常重要、甚至是根本性的地位;而且对于真空本质的进一步深入研究,将有可能带来量子物理学新的革命性的发展。     

量子隐形传态

量子隐形传态是目前量子信息中人们关注的热门课题之一,它是量子信息理论的重要组成部分,也是量子计算的基础。文章阐述了标准量子隐形传态和概率量子隐形传态的基本理论以及EPR效应,Bell基测量等相关的概念,同时给出一种实现隐形传态的量子电路,并介绍了当前理论与实验的研究进展。     

读光强度对光与原子纠缠源读出效率及纠缠质量的影响

在~(87)Rb冷原子系综中,利用自发Raman散射过程,实现了光与原子的纠缠。测量了读光功率对光与原子纠缠质量以及读出效率的影响,结果显示:anti-Stokes光子恢复效率与Bell参数S值随着读光功率的增加均呈现先上升后下降的趋势;其中读光功率为5m W时anti-Stokes光子恢复效率达到17.8%,Bell参数S值达到2.5。我们选取读光功率3.5m W时测量了Bell参数S值随存储时间的变化,结果显示:存储时间为3μs时,Bell参数S值达到2.5;在存储时间为9μs的时候S参数的测量值仍然大于2,证明产生的光与原子的纠缠可以保持9μs以上。本文的研究结果为产生高质量的光与原子量子纠缠提供了实验基础。     

利用三粒子纠缠态建立量子隐形传态网络的探讨

利用W态纠缠源可以产生三纠缠粒子，用这些相互纠缠的粒子作为量子信道，再辅以经典信道传送Bell基联合测量信息和von Neumann测量信息，便可实现量子隐形传态网络.基于上述思想，研究了三纠缠粒子量子隐形传态网络的物理基础，得到了基于三粒子W 关键词： 量子通信 量子隐形传态 W态')" href="#">W态     

通过设计量子库来调控量子比特间的Bell非定域性研究

量子系统间的Bell非定域性是一种比量子纠缠更为严格的量子关联,它在刻画多体量子关联有着不可或缺的作用.类似于量子纠缠,在开放两量子比特和三量子比特系统中的Bell非定域性可能会出现猝死现象.本文建议了一个可供选择的方案即在热库环境中通过增加辅助粒子来调控两量子比特和三量子比特间的Bell非定域性动力学.研究发现：通过调节辅助粒子数目,不仅两量子比特和三量子比特系统的Bell非定域性可以避免猝死现象的发生,而且在长时间极限下它能维持在一个较高水平.论文得到的结果将对多体量子系统间量子关联的调控和避免猝死现象等相关研究有积极的指导意义.     

2012年诺贝尔物理学奖获得者

北京时间10月9日诺贝尔奖委员会官方网站向外界报道,法国物理学家塞尔日·阿罗什和美国物理学家大卫·维因兰德因"提出了突破性的实验方法,使测量和操控单个量子体系成为可能"从而获得2012年诺贝尔物理学奖。瑞典皇家科学院称,两位科学家分别发明的实验方法,可以在保持量子特性的同时,测量与操控单光子。他们开启了量子物理学的新领域,使得在不破坏量子结构的前提下直接观察单光子。他们的工作使以前爱因斯坦等科学家关于量子动力学的假设有了实证可能。塞尔日·阿罗什和大卫·维因兰德各自独立发明和发展了测量及操控单个粒子的方法,