量子網路編碼理論及其套用研究

《量子網路編碼理論及其套用研究》是依託北京郵電大學，由陳秀波擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：量子網路編碼理論及其套用研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：陳秀波
• 依託單位：北京郵電大學

項目摘要

量子網路編碼是量子通信中一個嶄新的發展方向，具有很高的理論價值與套用前景。本項目將對量子網路編碼理論及其套用進行深入研究。首先，針對量子信息與經典信息的差異性，研究量子克隆、量子隱形傳態、量子遠程製備和量子編碼等內容，為研究量子網路編碼協定奠定關鍵性理論基礎。其次，設計滿足兼容性、擴展性、隨機性等性能指標的新型量子網路編碼協定，著重解決兩個關鍵問題，即K-對問題與量子多播問題。然後，利用量子網路編碼理論，給出網路通信中量子糾纏信道的高效建立方案；研究量子網路通信協定的最佳化。最後，套用量子網路編碼理論，研究量子網路安全通信協定的設計，歸納出一種通用設計模型；研究量子通信安全性分析方法，重點研究多用戶之間不同組合方式的內部合謀攻擊；針對量子網路通信中的安全性隱患，給出有效解決方案。本項目將解決目前量子網路編碼研究中的關鍵理論，能為量子網路通信的蓬勃發展提供全新思路與可借鑑的研究成果。

結題摘要

網路編碼是當前網路通信的熱門研究方向之一。本項目主要針對量子網路編碼理論及其套用展開研究。主要包括：量子網路編碼基礎理論與協定設計、量子網路編碼理論在最佳化量子多方通信協定中的套用和量子網路編碼在網路安全通信協定中的套用。 首先，研究了量子網路編碼基礎理論與協定設計。（1）研究了無環網路中的多單播問題(k-對問題)，提出新型的量子多單播網路傳輸協定。（2）以廣義蝶形網路為模型，構造了一類獨立於經典解的量子網路編碼協定。（3）以若干具有瓶頸信道的抽象網路為模型，設計了基於測量的量子網路編碼協定。（4）利用蝶型網路，設計了量子合作多播的網路編碼協定。 其次，研究了量子網路編碼理論在最佳化量子多方通信協定中的套用。（1）設計了高效的量子網路多方通信協定，如超糾纏濃縮協定，量子聯合遠程製備協定，非對稱的量子信息拆分協定等。（2）利用量子網路編碼理論提出了兩個量子直接通信協定和容錯確定安全量子通信方案。（3）研究了多種新型量子秘密共享方案。（4）設計了具有普適性、低耗、高效的量子私密比較協定。 最後，研究了量子網路編碼在網路安全通信協定中的套用。（1）設計了量子no-go定理限制之外的高保真量子網路廣播協定。（2）設計了滿足多種網路傳輸任務及安全需要的量子秘密傳輸協定。（3）基於多量子比特GHZ態研究了多用戶量子無線網路通信。（4）研究了量子網路安全通信中量子態的秘密傳輸問題。（5）研究了量子網路安全通信中多方量子密鑰管理問題。 總之，本項目主要針對量子網路編碼及其套用和量子網路通信中的協定及其安全性分析方法，解決了一些重要的關鍵理論問題，給出了一些有效的解決方案，為量子網路通信的發展提供了一些可借鑑的理論研究思路。