量子态秘密共享与跨中心量子身份认证

论文摘要

本文研究了类W态、类GHZ态、团簇态新的应用,提出了一些量子态秘密共享方案。我们证明类W态、类GHZ态、团簇态都可以用来秘密共享任意三粒子量子态。我们还提出了基于五粒子团簇态的任意二粒子量子态的秘密共享方案,与使用同样纠缠态为量子信道的方案相比,我们的方案更简单和经济。这些量子态秘密共享方案都是决定性的,成功的概率为100%。通过研究腔量子电动力学(腔QED),我们提出了基于六原子团簇态实现任意二原子态的量子态秘密共享方案。我们证明了利用腔QED和六原子团簇态能够实现决定性的任意二原子态的量子态秘密共享方案,该方案非常简单,实验上也很容易实现。我们利用量子隐形传态原理和量子纠缠交换技术,提出了基于类W态的跨中心量子网络身份认证方案,实现了分布式量子通信网络中对客户的身份认证。该方案分为注册阶段和身份认证阶段,认证系统包括主服务器和客户端服务器。客户所有的操作都在客户端服务器上进行,不直接与主服务器进行通信。身份认证全部由服务器根据量子力学原理进行,保证了认证方案的安全性。最后,对该方案进行了安全性分析。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 引言
• 第一章 量子信息基础理论
• 1.1 量子力学基础
• 1.1.1 量子比特和量子态叠加
• 1.1.2 基与线性算子
• 1.1.3 量子纠缠
• 1.1.4 量子测量
• 1.1.5 坍塌理论
• 1.1.6 同时测量问题
• 1.2 量子隐形传态的基础理论
• 1.2.1 量子隐形传态的原理
• 1.2.2 量子隐形传态的分类及发展
• 1.2.2.1 决定性的量子隐形传态
• 1.2.2.2 概率性的量子隐形传态
• 1.2.2.3 可控量子隐形传态
• 1.2.2.4 量子态秘密共享
• 第二章 量子态秘密共享
• 2.1 基于类W 态的任意三粒子量子态秘密共享
• 2.2 基于类GHZ 态的任意三粒子量子态秘密共享
• 2.3 基于四粒子团簇态的任意三粒子量子态秘密共享
• 2.4 基于五粒子团簇态的任意二粒子量子态秘密共享
• 2.5 结论
• 第三章 腔量子电动力学（腔QED）的原子态秘密共享
• 3.1 腔量子电动力学基本模型
• 3.2 基于六粒子团簇态的任意二原子态秘密共享
• 3.3 结论
• 第四章 基于类W 态的跨中心量子身份认证
• 4.1 基本原理
• 4.1.1 隐形传态原理
• 4.1.2 量子纠缠交换原理
• 4.2 量子身份论证方案
• 4.3 跨中心的量子身份论证方案
• 4.3.1 利用量子纠缠交换技术实现跨中心的量子身份认证方案
• 4.3.2 利用量子隐形传态技术实现跨中心的量子身份认证方案
• 4.4 安全性分析
• 4.5 结论
• 第五章 结束语
• 参考文献
• 致谢
• 在读期间公开发表论文（著）及科研情况