量子態和操作的局域區分及其在量子密碼中的套用

《量子態和操作的局域區分及其在量子密碼中的套用》是依託北京郵電大學，由溫巧燕擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：量子態和操作的局域區分及其在量子密碼中的套用
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：溫巧燕
• 依託單位：北京郵電大學

項目摘要

量子態和量子操作的局域可區分性，是量子非局域性中的重要研究內容，在量子密碼中有重要而廣泛的套用。本項目研究量子態局域區分、操作局域區分及其在密碼學中的套用等關鍵理論問題，主要內容包括：研究最大糾纏態的LOCC區分，找到不能單向LOCC區分的最大糾纏態個數的下界；在一般的Hilbert空間中，找到3個或更多個不能單向LOCC區分但是能雙向LOCC的最大糾纏態；研究直積態集合的局域區分，刻畫高維系統中不可擴展直積基；探索任意兩個酉操作的局域區分判定方法及LOCC區分協定；套用態區分、操作區分的成果研究量子密碼協定的設計和分析方法。本項目研究成果將促進量子信息理論的發展，豐富和完善量子密碼相關理論，並為今後可能的實際套用提供理論支持。

結題摘要

量子態和量子操作的局域可區分性，作為量子非局域性的重要研究內容，在量子密碼理論及套用領域中重要的研究課題。本項目致力於探索量子態局域區分、操作局域區分及其在密碼學中的套用等關鍵理論問題，主要內容包括：在最大糾纏態LOCC區分方面，找到單向LOCC區分的素數維格態個數的下界；找到3個以上不能單向LOCC區分但能雙向LOCC區分的最大糾纏態；證明單向不能但雙向能LOCC區分在任意維數系統中的普遍存在性。在直積態局域區分方面，刻畫qutrit-quaquard系統中不可拓展直積基；在一般兩方量子系統中，構造出一類更少數目的不能局域區分的正交直積態集合；給出三種一般的多方正交直積態集合不能被局域區分。在量子操作區分中，給出一類特殊酉操作可以單輪完美局域區分的充要條件；給出某些酉操作完美局域區分的最少輪數。在局域可區分性套用方面，提出一個基於LOCC的標準(2,n)量子密碼共享方案，以及一個接近完美安全的(3,4)門限LOCC-QSS方案。本項目的預期考核指標為“項目結題時發表相關SCI 刊源論文20 篇以上，其中重要國際期刊（二區或影響因子2 以上）論文10 篇以上”，目前項目組已經超額完成計畫的研究內容，現已在《Physical Review A》《Scientific Reports》等著名國際國內期刊發表27篇SCI檢索論文（詳見成果清單），其中包括一篇熱點論文、ESI高被引論文，重要國際期刊（二區或影響因子2 以上）論文23篇。