多方盲量子计算协议研究

发布时间：2020-11-16 16:21

　　 量子计算是一种基于量子力学原理,对量子信息单元执行相应操作以完成计算的新型计算模型。它也被广泛认为是一种可能会对未来的计算模式产生巨大影响的计算模型。为了使不具备足够量子能力的用户也可以完成量子计算的任务,盲量子计算(Blind Quantum Computation,简写为BQC)的概念被提出,它使得用户可以将其量子计算委托给远程的量子服务器,并且能保证用户的输入、输出以及算法的隐私。而在一个实际的网络环境中,有时需要两个或两个以上的用户合作计算出某个约定的功能函数并获取结果,且这些用户往往并不想泄露各自数据的隐私。因此,将盲量子计算扩展至多方盲量子计算将有着不容忽视的应用前景。本文以盲量子计算为主线,在研究单服务器盲量子计算的理论基础上,进一步对多方盲量子计算协议进行研究,主要工作如下:(1)基于盲量子计算提出一个效率更高的两方量子计算协议,可以允许两个不具备足够量子能力的普通用户在一个不需要可靠的服务器的帮助下完成两方量子计算,该协议可以在一个用户与服务器联合的情况下,保证另一个用户的数据安全。(2)在研究多方委托量子计算的基础上,结合已有的三服务器盲量子计算协议,提出一个三服务器的多方量子计算协议,从而降低多方委托量子计算协议中对用户量子能力的要求。(3)继续推广三服务器多方盲量子计算协议,提出一个双服务器的多方盲量子计算协议。随后提出一个更适用于实际网络环境中多服务器环境下的多方盲量子计算的方案。
【学位单位】：湘潭大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TP38;O413
【部分图文】：

１４?＝?ｃｏｓ?譬?｜〇〉＋?Ｗ?ｓｉｎ?备?｜１〉?（２．９）??其中，沒和０决定了球面上的一个点，如图２．１所示。这个球常被称作Ｂｌｏｃｈ球。??ｌｏ＞ｔ＾??ＩＤ??图２．１量子比特的Ｂｌｏｃｈ球面表示??正是由于量子比特的这种叠加性，使得当量子比特的个数增加时，叠加性所??带来的额外信息量将呈指数上升，因此量子计算机才表现出超越经典计算机的并??行潜力及存储潜力。??２．?２．?２多量子比特??当量子比特个数增加时，Ｈｉｌｂｅｒｔ空间维度也随之变大。例如，量子比特个数??为２时，它们所构成的系统的状态将对应４个基态，例如｜００＞，?｜〇１＞，｜１０＞，?｜１１＞。??由于量子态的叠加性，这个由两个量子比特所构成的系统的状态可能处于对应４??个基态的叠加：??｜＾）?＝?ａ００｜〇〇）?＋?ａ０１｜〇ｌ）?＋?ａ１０｜ｌＯ＞?＋?？ｎ｜ｌｌ）?（２．１０）??其中，相应基态前的系数（复系数）称为概率幅。与单量子比特类似，该双量子??比特系统的测量结果为１（＝００，０１，１０，１１）的概率为｜？｜２，且满足归一化条件??测量后

??（ｉＭｉＭ￡ＫＺＨＺ??图３．２?／／门的图结构??图３．３?；ｒ／８门的图结构??０ｈ５＞－ＧＭ〇ＨＺ??图３．４?ＣＭ９ｒ门的图结构??一般地，Ｂｒｉｃｋｗｏｒｋ中的一个以任意测量角进行测量的图结构如３．５所示：??？－＜ＺＭｊＭＤ－Ｔ??图３．５任意旋转角测量的图结构??其中，正方形框表示输出，在Ｂｒｉｃｋｗｏｒｋ构建阶段中施加的ＣＴ／？Ｚ－Ｚ操作产生的??角度偏差可以通过旋转算子进行校正；同理，Ａｌｉｃｅ制备｜＋＾＞只是起到一??个对实际测量角的加密作用，其校正由Ａｌｉｃｅ自己计算。因此，图３．５对应的线??路图可以描述为：??一?Ｒ：（ａ）?１￣￣丨糊?｜￣卜—－（，＞?—??—Ｗ）?￣卜（，）｜￣｜?／？—（，）—??图３．６任意旋转角测量的线路模型??２１??

??（ｉＭｉＭ￡ＫＺＨＺ??图３．２?／／门的图结构??图３．３?；ｒ／８门的图结构??０ｈ５＞－ＧＭ〇ＨＺ??图３．４?ＣＭ９ｒ门的图结构??一般地，Ｂｒｉｃｋｗｏｒｋ中的一个以任意测量角进行测量的图结构如３．５所示：??？－＜ＺＭｊＭＤ－Ｔ??图３．５任意旋转角测量的图结构??其中，正方形框表示输出，在Ｂｒｉｃｋｗｏｒｋ构建阶段中施加的ＣＴ／？Ｚ－Ｚ操作产生的??角度偏差可以通过旋转算子进行校正；同理，Ａｌｉｃｅ制备｜＋＾＞只是起到一??个对实际测量角的加密作用，其校正由Ａｌｉｃｅ自己计算。因此，图３．５对应的线??路图可以描述为：??一?Ｒ：（ａ）?１￣￣丨糊?｜￣卜—－（，＞?—??—Ｗ）?￣卜（，）｜￣｜?／？—（，）—??图３．６任意旋转角测量的线路模型??２１??
【参考文献】

相关期刊论文 前1条

1 苏晓琴,郭光灿;量子隐形传态[J];物理学进展;2004年03期

相关硕士学位论文 前2条

1 孔小琴;量子密钥分配和盲量子计算研究[D];湘潭大学;2016年

2 徐海茹;盲量子计算协议与执行模式研究[D];广东工业大学;2016年

本文编号：2886430