基于纠缠交换的量子安全通信协议

基于纠缠交换和Einstein-Podolsky-Rosen纠缠对,提出一种量子安全直接通信协议和一种多方量子秘密共享协议。量子安全直接通信协议利用光子分组传输方法,与现有协议不同的是通信方可以直接将秘密消息编码为四个Bell态之一,从而不需要在保证量子信道的安全之后再对秘密消息编码。在多方量子秘密共享协议中,通信方以一定的概率选择检测模式和编码模式。协议的实现只需要Einstein-Podolsky-Rosen对而不需要制备多粒子纠缠态。与已有的协议相比较,该协议不需要局域幺正操作,协议的效率得到了显著提高。两个协议的安全性均等同于BBM92协议的安全性。     

基于三粒子纠缠态的量子安全直接通信协议

提出了一种新的三粒子量子安全直接通信协议。通信过程利用decoy光子来检测窃听,保证信道安全。发送方将秘密消息编码在不同幺正操作上,通信双方通过Bell基和Z基测量可直接传递秘密消息。由于所有粒子都用于传输秘密消息,且传输一次可获得两比特信息,该协议具有较高的量子比特及量子密码协议效率;三粒子纠缠态的制备是已实现技术,该协议具有实际操作的意义。此外,该协议在量子信道中也是安全的。     

基于Bell态与Two-qutrit态无信息泄漏的量子对话协议

基于Einistein-Podolsky-Rosen纠缠对与量子安全直接通信(QSDC),提出了一个新的基于Bell态的量子对话协议.通信双方Alice和Bob只需要进行一次通信即可实现双方之间秘密的同时交换.该方案利用一个随机比特串和检测光子来实现安全性,能够抵抗截获/重放攻击、特洛伊木马攻击和纠缠攻击等典型攻击.很多近期提出的协议中存在严重的信息泄漏,也就是说任何窃听者都可以从合法通信者的公开声明中提取到部分秘密信息,我们的方案很好地克服了这一问题.协议的效率较高,可以达到66.7％,同时由于纠缠态粒子只需要进行一次传输,该方案更简单易行.将该协议推广到two-qutrit态,其安全性仍能得到保证.     

Shor-Preskill方法不能直接证明B92量子密钥分配协议

密钥分配协议安全性的证明是确保密钥分配绝对安全的要求 ,经典密码方案的安全性大多难以证明 ,而利用量子力学的基本原理 ,可以证明量子密码方案是无条件安全的。介绍了Shor Preskill对BB84量子密钥分配协议无条件安全性的证明方法 ,归纳了其技巧和特点 ,揭示了对称化方法和量子纠缠提纯技术在该方法中的作用。证明了Shor Preskill方法不能直接用来证明B92协议的无条件安全性。提出了利用Shor Preskill方法间接证明B92的可能途径。     

基于三对Bell态纠缠交换的QDKD方案

提出了一种基于三对Bell态纠缠交换的量子确定性密钥分发方案(Quantum Deterministic Key Distribution,QDKD),该方案充分利用量子纠缠交换的原理,通过对三对Bell态进行纠缠、测量操作,并辅以经典信息实现确定性密钥的分发,方案中任何窃听行为都会被及时发现。同基于两对Bell态纠缠交换的QDKD方案相比,协议利用三对Bell态并使用两种方法实现确定性密钥信息的分发。分析结果表明,方案仅用到两粒子纠缠态,没有涉及任何幺正操作,操作性强,密钥分发效率高。     

基于极化单光子和量子计算的量子秘密共享

结合量子计算算子提出一种基于极化单光子的量子秘密共享协议.该方案可以将全部量子态用于密钥共享,借助量子置换算子和量子纠缠特性证明了方案能够有效抵抗中间人攻击,利用辅助量子态进行监视,方案能够以高概率检测特洛伊木马攻击.通过对置换算子进行高维推广,证明了方案推广到(n,n)的可行性和实用性.     

基于GHZ态和Bell态纠缠的三方QDKD方案

以离散变量量子态为信息载体,利用量子纠缠原理及量子相干特性,提出了一种基于GHZ态与Bell态纠缠的三方量子确定性密钥分发方案。方案可用于向两个接收方传输待分发的确定性密钥,当制备多粒子纠缠态时,方案还能扩展成多方量子确定性密钥分发方案,极大地提高了密钥的整体分发效率。安全分析表明,方案能经受窃听者采取的截获重发攻击和纠缠攻击两种攻击方式,确保通信安全可靠。同时,该方案在执行过程中不涉及任何幺正操作,简单便捷。     

连续变量三体纠缠态的纠缠交换及量子远距离克隆

寻找合适的连续变量三体纠缠源,并利用它来讨论连续变量的三体纠缠交换过程,使得没有任何相互作用的遥远的三体之间产生纠缠;同时研究纠缠态的量子远距离克隆过程,从而使连续变量纠缠态的1对纠缠模被远距离克隆成2对纠缠模,实现纠缠性质的远距离克隆。     

双模量子态在原子介质中的存储

从四能级暗态极化子出发,讨论双模量子场与原子介质的信息转换过程以及2信号场之间的信息转换过程。利用双-Λ型四能级原子系统,可以存储双模量子态(包括一些纠缠态),从理论上解释了双模量子信息在介质中的"写入"和"读出"过程。提供了双信号场存储的实验方案。     

量子保密通信技术前沿述评

量子保密通信是利用量子力学的基本原理来实现信息无条件安全传递的一种全新密码方法,其核心是量子密钥分发。2014年正好是量子保密通信的第一个协议—BB84协议提出30周年。经过30年的发展,量子保密通信在理论和实验上都得到了快速发展,实际工程应用也初具规模。文章对量子保密通信的历史发展及研究现状进行了简要回顾,特别介绍了基于实际量子保密通信系统的量子黑客和防御。最后,对未来的几个研究方向进行了简要讨论。     

VXI总线消息基器件数据低寄存器定位监视电路设计

结合工程需要设计了消息基器件数据低寄存器定位监视电路,满足了总线和本地CPU对数据低寄存器读写时的时序关系,给出了部分实现电路和状态转移流程图。     

面向空间应用的时间触发以太网

将时间触发协议增加到采用星型拓扑结构的以太网业务上,且保持完全兼容IEEE802.3标准,可解决空间有效载荷使用标准以太网通信遇到的实时性、确定性和可靠性问题。时间触发以太网基于全局基准时间,实时数据传输遵循严格的时序,支持时间和事件触发的两种通信过程。时间触发通道适合同步或周期性实时消息的传输,而事件触发通道适用于偶发或非周期性消息的传输。设计了空间应用以太网的拓扑结构和协议栈,介绍了系统通信的过程,进行了时间触发协议的研究,并对同步性能和网络性能进行了仿真验证。该以太网在保证可靠性、安全性的同时,增强了网络的灵活性,提高了网络利用率。