多方量子密钥共享协议研究

多方量子密钥共享协议研究

论文摘要

量子通信是一种利用量子比特作为信息载体来进行信息交互的新型通讯方式,是量子论和信息论相结合的新的研究领域。在通信需求日益上升的今天,量子通信以其在信息安全、通信效率和通信容量等方面的优势,得到了越来越多的重视。本文主要研究多方量子密钥共享协议中的容量和噪声问题,具体如下:(1)提出了一种基于半量子可扩展的多方量子密钥共享方案。与现有的方案相比,该方案利用受控非门(CNOT)和受控哈德曼门(CH)可以动态地添加或删除多个用户组和用户,提高了方案的稳定性和灵活性。此外,用户只需要进行单量子位测量,降低了用户的硬件需求。(2)提出了一种基于多能级Bell态的多方量子密钥协商方案。该方案采用两比特多能级Bell态作为编码操作的载体,信息容量更大,编码更灵活;其次,该方案中采用的高维幺正操作存在幅度和相位两个参数,-次操作可以协商出两位密钥信息,提高了粒子的利用效率,使得该方案的效率优于现有的大部分多方密钥协商方案。(3)研究了四种常见的量子信道噪声对串行量子密钥分发过程的影响,针对四种常见量子噪声分别进行了数学上的归纳分析,并通过图表分析来进一步阐述噪声对信道的影响。最后给出保真度大于0.9时噪声系数λ的取值范围。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第一章 绪论
  •   1.1 量子通信简介
  •   1.2 课题的主要研究内容和意义
  •   1.3 论文结构安排
  • 第二章 量子信息学基础知识
  •   2.1 量子力学基本原理
  •   2.2 量子纠缠态
  •   2.3 量子逻辑门
  •   2.4 量子测量
  •   2.5 量子通信技术
  •     2.4.1 量子密钥共享
  •     2.4.2 量子密钥协商
  • 第三章 基于半量子可扩展的多方量子密钥共享方案
  •   3.1 经典量子密钥共享方案
  •   3.2 量子扩展和量子压缩
  •     3.2.1 用户组的扩展和压缩
  •     3.2.2 组成员的扩展和压缩
  •   3.3 基于半量子可扩展的多方量子密钥共享方案
  •   3.4 本章小结
  • 第四章 基于多能级Bell态的多方量子密钥协商方案
  •   4.1 基于Bell态的三方量子密钥协商方案
  •   4.2 基于POVM测量的三方量子密钥协商方案
  •   4.3 基于多能级Bell态的多方量子密钥协商方案
  •   4.4 本章小结
  • 第五章 量子密钥分发过程中的噪声问题分析
  •   5.1 量子噪声
  •   5.2 典型的串行量子密钥协商协议
  •   5.3 噪声影响下串行量子密钥协商信道的变化
  •   5.4 串行密钥分发过程中的噪声问题分析
  •     5.4.1 比特翻转噪声
  •     5.4.2 相位翻转噪声
  •     5.4.3 振幅阻尼噪声
  •     5.4.4 去极化噪声
  •   5.5 本章小结
  • 第六章 总结与展望
  • 参考文献
  • 攻读硕士学位期间公开发表的论文
  • 致谢
  • 文章来源

    类型: 硕士论文

    作者: 曹刚

    导师: 姜敏

    关键词: 量子通信,量子噪声,量子密钥共享,量子密钥协商

    来源: 苏州大学

    年度: 2019

    分类: 基础科学,信息科技

    专业: 物理学,电信技术

    单位: 苏州大学

    分类号: TN918.4;O413

    DOI: 10.27351/d.cnki.gszhu.2019.001903

    总页数: 75

    文件大小: 3779K

    下载量: 18

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