受控量子安全直接通信协议的设计与仿真

发布时间：2020-07-19 21:35

【摘要】：量子通信是将量子理论与通信技术相结合而产生的新的通信方式。利用量子物理学的基本原理,量子通信可以实现无条件的安全通信,因而受到了越来越广泛的关注和研究。近年来,随着对量子通信各分支的研究不断深入,量子安全直接通信成为量子通信的重要研究分支之一。量子安全直接通信是指通信双方不需要事先共享密钥,而是直接将秘密信息编码在量子态上完成传送的通信方式。因此,量子安全直接通信对安全性提出了更高的要求。本论文的主要研究内容是设计具有更高安全性的量子安全直接通信协议,并用经典计算机对该协议进行模拟仿真,分析其安全性与可行性。本文主要从以下两个方面进行研究:(一)利用四粒子簇态设计了新型的受控量子安全直接通信协议。该协议由控制方制备信道粒子,发送方可以利用簇态粒子每次发送两比特的秘密信息,接收方只有在控制方的允许下才可恢复秘密信息。协议利用单粒子作为安全检测粒子,可以保证通信的安全性,同时也可验证通信方身份的合法性。通过计算分析,该协议可以抵抗常见的攻击方式。此外,通过对量子信道中存在的联合旋转噪声和联合退相位噪声的分析,本文设计了在噪声信道下的解决方案。(二)协议的模拟仿真。本文通过对量子系统进行具体分析,在经典计算机中利用JAVA语言编程模拟了量子测量等量子操作,进而对所提出的协议进行了模拟仿真,验证了该协议的可行性。同时,本文模拟了几种常见的量子攻击方式,并模拟了在攻击存在下的协议的通信过程,验证了本文所提出的协议的安全性。此外,通过对噪声信道的模拟仿真,验证了本文提出的在噪声信道下解决方案的可行性。
【学位授予单位】：北京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：O413;TN918
【图文】：

量ａ和户分别称为｜0〉和｜１〉的幅度（ａ位（ｐｈａｓｅ）。考虑态产以〉，其中０和｜ｖ〉是相等的，因为系数ｅ＇＋是全角度看，这两种态的测量结果是相等相位（ｒｅｌａｔｉｖｅｐｈａｓｅ）。考虑如下的〉＝邋（丨邋0〉＋邋丨邋°），卜〉＝＾邋（丨0Ｈ邋”）在丨－〉态中，丨１＞的幅度为－＾对一些相对相位不同的态，可以定义。与全局相位相比，相对相位两个幅度都相差系数，。逡逑

二元嫡

＆和＜Ｓ４粒子序列中，其插入的规则如下：以＆为例，若ｉＤｃ／相应位置的比特为逡逑０，则将该粒子插入到＆序列粒子的后面；若为１，则插入到￥序列粒子的前面。逡逑全部插入检测粒子后，将这些粒子序列发送给Ａｌｉｃｅ。该过程可用图３－１表示：逡逑２２逡逑

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本文编号：2763003