【摘 要】
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随着电商时代逐渐进入日常生活,信息交换量与日俱增,信息传输的快慢和安全性受到了极大挑战.量子通信技术具有高速,超容量和无条件安全的特性,使其具有巨大的发展潜力和应用
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随着电商时代逐渐进入日常生活,信息交换量与日俱增,信息传输的快慢和安全性受到了极大挑战.量子通信技术具有高速,超容量和无条件安全的特性,使其具有巨大的发展潜力和应用前景,并成为了当前热点研究课题.本文利用线性代数工具,以不同的纠缠态作为量子信道,设计了三个量子信息传输协议.主要研究内容如下：1.量子对话协议.利用GHZ态作为信息载体,通信双方通过适当的幺正变换将自己的秘密信息编码到GHZ态中,最后根据自己编码操作和GHZ态的初末状态,便可推知对方的秘密信息,从而实现量子对话.最后分析了协议的安全性,效率和无信息泄露问题,表明该方案的可行性.2.量子隐形传态协议.针对卫星-地面网络通信中,最大纠缠态作为量子信道受环境影响而退化为部分纠缠态的情形,提出了一个双向的量子隐形传态方案.网络中任何两个节点通过部分纠缠态的纠缠交换技术来建立量子信道,最后通信双方通过Bell基测量,添加辅助粒子,实施特殊的酉矩阵以及适当的Pauli矩阵等一系列操作,以确定的概率成功实现双向传输量子信息任务.3.量子秘密共享协议.利用四维Hillbert空间的三粒子纠缠态作为量子信道,提出了一个三方的量子秘密共享方案.该方案中,两个秘密共享者仅通过执行单粒子测量来获得部分密钥信息,并且能够抵抗截获-重发和纠缠-测量两种攻击策略.与之前协议作比较,本方案接收方操作相对容易且理论通信效率达到100%.
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