抗噪聲的無信息泄露量子對話研究

《抗噪聲的無信息泄露量子對話研究》是依託浙江工商大學，由葉天語擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：抗噪聲的無信息泄露量子對話研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：葉天語
• 依託單位：浙江工商大學

項目摘要

量子對話是一種能實現雙向通信的量子安全直接通信，致力於使遠距離合法通信雙方利用量子信號的傳輸實現秘密信息的相互交換。信息泄露問題，即任何竊聽者無需採取主動攻擊就可從合法通信者的公開聲明中提取部分秘密信息，是量子對話的一個嚴重安全威脅。目前，研究者們已提出幾種解決量子對話信息泄露問題的方法。然而，已提出的無信息泄露量子對話協定只考慮理想無噪聲信道，沒有考慮噪聲信道，離實用差距甚遠。關於抗噪聲的無信息泄露量子對話的研究需提上議程。本項目研究抗噪聲的無信息泄露量子對話，實現合法通信雙方在噪聲信道上安全、可靠地交換秘密信息，能在確保量子對話安全性的基礎上提高其實用性。. 本項目首先研究量子初態共享方法，然後研究融合量子初態共享方法和無消相干子空間具有抗噪聲干擾不變性的量子態解決無信息泄露量子對話的抗噪聲干擾問題。

結題摘要

在項目申請時，幾種解決量子對話（Quantum dialogue, QD）信息泄露問題的方法已被提出來。然而，已提出的無信息泄露QD協定只考慮理想信道，未考慮噪聲信道。關於抗噪聲的無信息泄露QD的研究需提上議程。本項目研究抗噪聲的無信息泄露QD，旨在實現合法通信雙方在噪聲信道上安全、可靠地交換秘密信息，在確保QD安全性的基礎上提高其實用性。 在QD方面，本項目首先研究量子初態共享方法，然後研究融合量子初態共享方法和無消相干子空間具有抗噪聲干擾不變性的量子態解決無信息泄露QD的噪聲干擾問題。為解決QD的信息泄露問題，我們提出的量子初態共享新方法有：利用量子糾纏態糾纏交換結果集合編碼、利用量子加密共享、利用輔助量子操作。我們提出的QD協定有：基於任意兩個GHZ態糾纏交換的無信息泄露QD協定、一類基於輔助量子操作的無信息泄露QD協定、基於量子加密的無信息泄露QD協定、基於信道加密的抗集體噪聲無信息泄露QD協定、基於邏輯量子比特的抗集體噪聲無信息泄露QD協定、基於任意兩個邏輯Bell態糾纏交換結果集合編碼的抗集體噪聲無信息泄露QD協定、基於邏輯Bell態的抗集體噪聲認證QD協定、基於兩個邏輯Bell態糾纏交換的抗集體噪聲無信息泄露QD協定、基於單光子或邏輯量子比特的無信息泄露QD協定、基於邏輯量子比特和控制非操作的抗集體噪聲無信息泄露QD協定、基於腔QED的無信息泄露QD協定。 在研究有餘力的情況下，我們又針對量子隱私比較（Quantum private comparison, QPC）開展研究，主要集中在設計兩方和多方QPC協定上。我們採用的方法是利用多粒子量子糾纏態不同粒子間糾纏相關性、量子糾纏態之間的糾纏交換。我們提出的QPC協定有：基於六量子比特糾纏態不同粒子間糾纏相關性的兩方QPC協定、基於五量子比特糾纏態不同粒子間糾纏相關性的兩方QPC協定、基於腔QED原子演化規律的兩方QPC協定、基於Bell態糾纏交換的多方QPC協定、基於d級cat態和d級Bell態糾纏交換的多方QPC協定、利用量子態分散製備和單向混合傳輸模式的基於兩粒子最大糾纏態的多方QPC協定。