随着人类社会的发展,保密的信息传输在商业,国防等领域的重要性越来越突出。密码学是研究如何隐密地传递信息的学科。自香农创建信息论以来,现代密码学特别指对信息以及其传输的数学性研究,常被认为是数学和计算机科学的分支,和信息论也密切相关。随着计算机和互联网技术走向千家万户,密码学也不仅仅应用于国防,大型商业公司等对保密性要求极高的场合,在日常生活中,包括银行自动柜员机的芯片卡、个人电脑网络通信、电子商务等等,密码学也起着难以代替的作用。密码学主要分为对称密钥和非对称密钥(公钥)两大体系。公钥密码的安全性始终无法得到严格意义上的数学证明,而只能依赖于并非严格可靠的计算复杂性。另一方面随着计算机科学技术日新月异的发展,公钥密码学的安全性越来越受到挑战。另一种密码体系则似乎拥有安全性优势：对称密钥结合一次一密方法是目前唯一可以在理论上证明其无条件安全性的通信方案。然而这一方法也有其缺陷：首先一次一密需要大量的安全密钥,最致命的弱点就是如何为通信双方共享安全密钥!?幸运的是量子密码学给出了答案。从本质上讲量子密码学解决的就是经典密码学无法克服的障碍：即如何安全的分配对称密钥。具体来说：量子密码学就是指运用量子力学的手段在不安全的信道上传输密钥,任何窃听者对密钥的窃取都可以被合法的通信方发现。量子力学的基本原理：量子不可克隆定理,海森堡不确定性原理和测量塌缩理论决定了任何对密钥的窃听都可以被合法通信方发现。这样就可以确保通信双方共享的密钥是安全的,没有窃听者知道其内容。在这之后,再通过一次一密的方法,通信双方就可以进行无条件安全的通信了。所以量子密码术的本质过程就是量子密钥分发,但由此引出的一系列新的问题和方向,已经使量子密码术的内容逐渐丰富起来。目前量子密码的研究正在走向产业化。在面向实用的量子密码系统的研究中,安全性和可用性一直是其研究的核心内容。虽然量子密码的原理安全性已由理论严格证明,但是实际系统的不完美性总是会引入一些安全性问题。例如：实际的量子密码系统往往使用弱相干态光源来代替理论上要求的单光子源,这就为量子密码系统带来了安全性隐患。诱骗态方案正是为解决这一隐患而提出的。本人攻博期间在诱骗态量子密码方面完成了以下几方面的工作：1.基于本小组自主研发的Faraday-Michelson干涉仪,我们率先完成了123公里的诱骗态量子密钥分配实验。实验采用两强度调制光强实现诱骗态协议,脉冲重复频率1MHz。2.第一次在理论上探讨了基于修改相干态(Modified-Coherent-States, MCS)光源的诱骗态方案,证明了这一光源在实现诱骗态量子密钥分配方面的优势。3.首次研究了无消相干子空间(Decoherence-Free-Subspace, DFS)编码的量子密钥分配方案的安全性漏洞,证明了这一方案同样存在类似其他方案的安全性漏洞,需要采用诱骗态来提高安全性,同时本人给出了诱骗态的方法。量子密码术研究的另一个重点就是如何实现长距离量子密钥分配。由于光纤对光子信号的指数衰减作用,超长距离的量子密钥分配无法实现。目前的量子密钥分配系统一般只能实现百公里量级的密钥分配。为了实现长距离(千公里以上)的密钥分配,必须采用量子中继的方法。本人在量子中继方面的主要研究成果是：在理论上第一次提出了一种全新的量子中继架构,这一架构完全不受信道长度漂移造成的相位噪声,以及偏振扰动的影响,是一种鲁棒性非常强的量子中继方案。