自由空间量子密码术的发展状况

综述了自由空间量子密码术的发展状况。其中包括自由空间量子密码术协议和量子密钥分配过程,以及自由空间量子密码术实验分析。     

自由空间量子密码通信中量子密钥比特率研究

通过引入量子信道传输率、单光子捕获概率、检测因子和数据筛选因子,给出了自由空间量子密钥分配中量子密钥比特率的表达式.针对低轨卫星-地面站间激光链路,进行了量子密钥比特率的数值仿真研究.结果表明,在低轨卫星-地面站间进行量子密钥分配是可行的.     

自由空间量子密钥分配的发展状况

简要介绍了基于单光子几种量子密钥分配协议,从基于单光子偏振和基于光子纠缠两个方面综述了国内外量子理论和实验现状,说明了自由空间量子密钥分配面临的挑战,最后提出了全球量子通信存在的问题及发展方向.     

集体噪声信道下容错的量子密钥分配协议

近年来,量子通信成为一个比较活跃的研究领域。由于理论上的无条件安全性以及实际应用中的可行性,量子密钥分配是量子通信中非常重要的组成部分。而集体噪声信道下的量子密钥分配协议一直被广泛研究。本文提出一种改进的集体噪声信道下容错的量子密钥分配协议,以及一种可行的密钥协商方案。本协议的量子比特效率达到28.57%,是所有针对集体噪声容错的量子密钥分配协议中最好的,由此提高了量子密钥分配时的效率。     

一种B92协议量子电路设计与仿真

量子安全通信作为量子信息的重要分支之一,是量子力学在通信领域极为重要的应用.着重研究B92量子密钥分配协议的量子电路模型及其后续仿真,基于Qcircuit仿真软件设计出一种全新的B92量子密钥分配协议的量子电路模型,通过引入误码率(BER)和协议可靠率Υsec两个指标,仿真分析了在不同噪声信道模型下B92量子密钥分配协议的有效性和安全性.仿真结果表明,这种全新的电路设计实现了B92密钥分配协议的功能,并具有普遍意义,可运用于构造其他密钥分配协议的量子电路模型.     

基于任意BELL态的量子密钥分配

为了提高量子密钥分配的安全性和效率,利用量子纠缠交换的规律,提出了基于纠缠交换的量子密钥分配协议。通信双方通过简单的BELL测量建立起共享密钥,窃听者不可能窃取密钥而不被发现。该协议与其它分配协议的不同在于,可以实现对任意两个BELL态进行BELL测量达到量子密钥分配的目的。协议的实现只需要EPR粒子对,而不需要制备多粒子纠缠态。分析结果表明,此协议只用到两粒子的纠缠态,不需要进行幺正操作,它不仅能够保证密钥分配的安全性,而且简单高效。     

一种基于量子纠错编码的量子密钥分配协议

量子加密从物理机制上保证了密钥分配的绝对安全,然而由于量子密钥分配过程中量子信道存在噪声,使得传输效率不高的量子密钥分配效率进一步降低。量子低密度奇偶校验(量子LDPC)码由于在码长和码率的选择方面具有巨大的灵活性,且信赖于稀疏图,已成为目前量子纠错编码的研究热点。该文借鉴经典纠错编码能够提高传输可靠性的特性,针对BB84协议,设计一种基于量子LDPC码的BB84协议。通过数值仿真,分析量子LDPC码对BB84协议的密钥传输效率的影响。结果表明基于量子纠错码的BB84协议的密钥传输效率得到提高,验证了在含噪量子信道中基于量子LDPC码的量子密钥分配协议的有效性。     

具有可证明安全性的量子加密算法

加密算法的安全性是保证信息机密性、完整性和可用性的基础。与经典的加密算法不同，量子加密算法具有完全可证明的安全性。本文介绍量子密钥分配协议模型，并针对存在概率克隆机的理论，证明了基于不可克隆原理的量子密钥分配协议具有足够的安全性。     

针对经典消息的高效量子签名协议

基于量子一次一密和量子密钥分配,提出了一种针对经典消息的高效量子签名协议。该协议利用Hash函数对经典消息取摘要,将任意位的经典消息编码为确定位数的量子信息,在对位数较多的经典信息签名时,大大减少了密钥长度和所需传输的量子位。协议不需要使用纠缠态,只需要进行von Neumann测量。与现有的几种量子签名协议相比,协议效率显著提高。     

量子信息安全技术

自从BB84量子密钥分配协议提出以来，量子加密技术得到了迅速发展，以加密技术为基础的量子信息安全技术也得到了快速发展。为了更全面地、系统地了解量子信息安全技术当前的发展状况和以后发展的趋势，文中通过资料查新，以量子加密技术为基础，阐述了量子密钥分配协议及其实现、量子身份认证和量子数字签名、量子比特承诺等多种基于量子特性的信息安全技术的新发展和新动向。