盲量子计算协议与执行模式研究

发布时间：2017-03-28 10:18

  本文关键词：盲量子计算协议与执行模式研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：量子计算依照量子力学理论,借助量子位的态叠加特性实现并行计算,在速度上相对于经典计算有本质的超越。为帮助普通的具有经典计算能力的客户端获取量子计算的能力,人们提出了盲量子计算的概念。盲量子计算结合了量子密码学和量子计算的概念,使得量子能力有限甚至没有量子能力的用户可通过借助不可信的量子服务器实现量子计算,并保证其算法和输入、输出数据的安全性。本文介绍了实现通用盲量子计算的原理及其无条件安全性,叙述了采用基于测量技术的盲量子计算的物理实现。在对已有的盲量子计算协议进行分析的基础上,‘本文提出了单服务器经典客户端的盲量子计算协议。协议采用了纠缠交换技术和基于测量的量子计算技术,该协议只需要一个量子服务器,客户端只需要能够访问量子信道即可,并且在修改后的协议中,借助可信中心,客户端可以完全经典。可信中心制备Bell态并将Bell态的两个粒子分别发送服务器和客户端,服务器按照客户端的要求进行测量,根据纠缠交换技术,最后服务器会拥有单量子比特,客户端知道这些量子比特的状态,但服务器端是未知的,然后采用基于测量的量子计算技术实现盲量子计算。文章从不同方面对协议的安全性进行了分析,客户端可以检测服务器是否诚实地执行了相关的测量操作,服务器在执行计算的过程中无法获取客户端的相关信息。本文将提出的盲量子计算协议与已有的通用盲量子计算协议进行了比较分析,从协议的安全性、对资源的需求量和利用率、以及协议的复杂性、可行性等方面进行了比较分析。本文提出的单服务器经典客户端盲量子计算协议具有较高的可行性,可能成为量子计算实际应用的重要组成部分。最后本文探索了量子计算机的体系结构,提出了盲量子计算“云+电子商务”的应用模式,并对未来盲量子计算的发展和应用进行了展望。
【关键词】：盲量子计算 无条件安全 计算协议 执行模式
【学位授予单位】：广东工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP38
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-11
• 第一章 绪论11-17
• 1.1 研究背景与意义11-12
• 1.2 研究现状与面临的挑战12-14
• 1.3 研究主要内容、难点及创新点14-15
• 1.4 论文结构及内容安排15-17
• 第二章 量子计算基础17-29
• 2.1 量子比特17-19
• 2.2 量子力学概述19-20
• 2.3 量子逻辑门20-23
• 2.4 量子测量理论23-26
• 2.4.1 一般测量23-24
• 2.4.2 投影测量24
• 2.4.3 联合Bell态测量24-26
• 2.5 量子纠缠交换技术26-28
• 2.5.1 量子纠缠概述26
• 2.5.2 纠缠交换技术26-28
• 2.6 本章小结28-29
• 第三章 通用盲量子计算协议29-40
• 3.1 基于测量的量子计算29-30
• 3.2 第一个通用盲量子计算协议30-33
• 3.3 双服务器盲量子计算协议33-34
• 3.4 三服务器盲量子计算协议34-36
• 3.5 盲量子计算的物理实现36-38
• 3.6 本章小结38-40
• 第四章 单服务器经典客户端BQC协议40-49
• 4.1 单服务器经典客户端BQC协议40-43
• 4.2 单服务器经典客户端BQC协议安全性分析43-45
• 4.3 通用BQC协议分析比较45-48
• 4.4 本章小结48-49
• 第五章 盲量子计算的应用模式49-53
• 5.1 量子计算机体系结构的探索49-50
• 5.2 BQC应用模式50-52
• 5.3 本章小结52-53
• 工作总结与展望53-56
• 参考文献56-61
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文61-63
• 致谢63

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本文编号：272094