基于雙模壓縮態(tài)和GHZ態(tài)的連續(xù)變量量子對話協(xié)議研究.pdf

1、隨著經(jīng)典計算機計算能力的增強和對量子計算機研究的不斷深入，導致基于計算復雜度的經(jīng)典密碼系統(tǒng)受到了日益嚴重的威脅，以經(jīng)典密碼學和量子信息學為基礎(chǔ)的量子密碼學應能較好地應對這一威脅，其無條件安全性由Heisenberg測不準原理和量子不可克隆定理保證，這使得量子密碼具備良好的性能及應用前景。在量子通信方面，量子安全直接通信(Quantum securedirect communication，QSDC)是一個極具吸引力的方向，發(fā)送方可以在量

2、子信道中直接傳輸秘密信息給接收方，自Beige等于2002年設(shè)計出首個量子安全直接通信協(xié)議以來，多種形式的量子安全直接通信策略被陸續(xù)提出，量子安全直接通信也成為量子通信領(lǐng)域的一個重要分支。
　　量子對話(Quantum dialogue，QD)可以使通信方同時實現(xiàn)信息接收和發(fā)送的目的，通常也被稱作雙向QSDC。在量子對話協(xié)議中，合法用戶僅利用量子信道就可以實現(xiàn)信息交換。量子對話協(xié)議具有雙向通信的優(yōu)勢，這使其受到了研究者的高度重視。

3、然而，已提出的量子對話協(xié)議大都基于離散變量量子態(tài)，在現(xiàn)有條件下難以實現(xiàn)或傳輸效率不高，而連續(xù)變量量子通信可以較為容易地通過光學設(shè)備實現(xiàn)。近年來，連續(xù)變量量子通信在理論和實驗方面均受到了廣泛的關(guān)注。本文圍繞連續(xù)變量量子對話(Continuous-variable quantum dialogue，CVQD)這一熱點課題，借助連續(xù)變量GHZ態(tài)、連續(xù)變量雙模壓縮真空態(tài)、塊傳輸策略、誘騙光子等，設(shè)計了三個全新的連續(xù)變量量子對話協(xié)議，并結(jié)合密碼學

4、知識，對所提出協(xié)議的效率及安全性進行了分析，具體研究內(nèi)容如下：
　　利用雙模壓縮真空態(tài)，設(shè)計了一個連續(xù)變量量子對話協(xié)議，通信雙方通過平移操作將秘密信息編碼到糾纏光學模中，任意一個通信方通過結(jié)合自身的秘密信息及Bell基測量結(jié)果，并參照編碼規(guī)則，可以推斷出另一個通信方的秘密信息。該協(xié)議的安全性由雙模壓縮真空態(tài)的糾纏特性及選擇隨機時隙進行誘騙態(tài)平移操作保證。相比于已提出的離散變量量子對話協(xié)議，該協(xié)議易于實現(xiàn)并且協(xié)議效率較高。
　

5、　基于塊傳輸方式，提出了一個受多方控制的連續(xù)變量量子對話協(xié)議，兩個合法通信方通過平移操作將秘密信息編碼到光學模中，只有在所有控制方均同意的情況下，一個通信方才能獲得另外一個通信方的秘密信息。如果有一個控制方不同意此次通信，則通信將會被終止。安全性分析表明該協(xié)議能夠抵御多種常見攻擊，如中間人攻擊。
　　基于連續(xù)變量GHZ態(tài)，一個高效的三方量子對話協(xié)議被提出，其中任意一個合法用戶能夠同時并且高效地推斷出另外兩個用戶的秘密信息。協(xié)議的安