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。     

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.     

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。     

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。     

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。     

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。     

基于标记配对相干态光源的测量设备无关量子密钥分配

为提升量子密钥分配的性能,基于标记配对相干态光源,提出了一种四强度诱骗态测量设备无关量子密钥分配方案。首先,利用光源的双模态特性和光子数标记技术来提升传输性能,推导了单光子对计数率下限和误码率上限的计算公式;然后,考虑统计波动,分析了数据长度有限对方案性能的影响。数值仿真结果表明:基于标记配对相干态光源的测量设备无关量子密钥分配方案在安全传输距离和密钥生成效率上都优于现有基于弱相干态光源和预报单光子源的测量设备无关量子密钥分配方案;在统计波动条件下,方案性能会随着数据长度的减少而降低,但即使数据长度减少到10~(10),基于标记配对相干态光源的测量设备无关量子密钥分配方案的最大传输损耗容忍度仍可达36 dB,优于现有的其他方案。     

基于信任中继的QKD网络研究

基于信任中继的量子密钥分发(QKD)网络由于其组网效果好、扩展性强、技术容易实现成为未来保密通信组网的首选方案。文章首先介绍QKD网络的分类和现状;然后提出信任中继网络的基本网络拓扑模型,在此基础上分析了网络的信道和密钥中继方式;最后提出了影响信任中继网络组网效果和性能的决定性参量,分析比较了信任中继网络采用不同选路方式的优缺点。     

基于纯纠缠态的量子安全直接通信协议

基于纯纠缠态,提出一种量子安全直接通信协议.通信方利用decoy光子来检测窃听.在保证量子信道的安全后,发送方通过控制非操作和von Neumarm测量将秘密消息编码在纯纠缠态上并发送给接收方.由于所有的纯纠缠态都用于传输秘密消息,该协议具有较高的量子比特效率.就实验的可行性来说,该协议可以用当前的技术实现.此外,该协议在噪声量子信道中也是安全的.     

海上信息栅格信息分发技术

实现战场信息的按需分发,以确保信息的正确有效利用是信息栅格技术的一个研究重点.通过对美军全球信息栅格及其信息分发技术的分析,研究了基于海上栅格的信息分发技术,构建了栅格信息分发框架,并在此基础上提出了栅格化信息分发服务的主要功能及实现模型,描述了海上联合作战条件下的典型应用服务流程,以及面向服务的信息分发的关键技术.     

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。     

多碱光电阴极饱和机理研究

多碱光电阴极饱和机理的研究对于提高阴极电子发射能力具有重要意义。依据光电阴极三步电子发射理论,采用蒙特卡洛法研究了多碱光电阴极的电子发射过程。研究结果与相关文献中的实验数据进行了对比分析,光子能量临近光电阴极响应阈值附近时,得到的量子效率曲线以及电子能量分布曲线与实验数据吻合良好。基于上述模型,研究了光压效应和空间电荷效应对多碱光电阴极电子发射特性的影响。结果表明,多碱光电阴极在光压效应限制下的阈值饱和激光能量密度约为8μJ/cm~2,在空间电荷效应限制下的阈值饱和激光能量密度约为2. 23μJ/cm~2。开展了266 nm激光辐照多碱光电阴极实验,经测量,多碱光电阴极的阈值饱和激光能量密度约为2μJ/cm~2,这表明空间电荷效应是限制其光电子发射能力的主要因素。     

量子雷达的技术体制

当前,量子信息理论正在蓬勃发展,其应用已经深入到自然科学的各个领域.量子雷达是量子信息技术在目标探测上的具体应用,可探测隐身目标,具有超强的隐蔽性和机动性.主要介绍了量子雷达的分类、原理、系统组成、特点和关键技术问题.     

量子雷达及其目标探测性能综述

量子技术与传统技术相结合以提升经典系统性能是近年来电子信息、计算机技术等众多科学领域研究热点。由于隐身和电子对抗技术的进步和日益成熟,雷达作为一类典型的电子信息系统,其目标探测受到了越来越多的挑战。从雷达目标探测角度出发,介绍了量子雷达的基本概念与分类、若干实现模型,重点剖析、归纳了量子纠缠等量子效应增强雷达目标探测性能的物理机理与研究现状,指出了量子雷达研究和实现中的关键技术与研究方向。     

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。     

量子计算和量子计算机简述

介绍了量子计算和量子计算机的历史和发展，说明了量子计算机在什么地方超出经典计算机，介绍了量子计算机的原理和网络模型以及量子计算机实现中的困难。