本文關(guān)鍵詞：基于多粒子糾纏態(tài)的多方量子密鑰分發(fā)技術(shù)研究

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【摘要】：量子通信具有無(wú)條件安全性,其中最接近實(shí)用的是基于量子密鑰分發(fā)技術(shù)的量子保密通信。經(jīng)過(guò)三十余年的發(fā)展,量子密鑰分發(fā)逐漸走向成熟并邁入了實(shí)際應(yīng)用階段,探索技術(shù)上更加容易實(shí)現(xiàn)且更安全高效的方案成為了重要研究課題。本文研究了基于多粒子糾纏態(tài)的多方量子密鑰分發(fā)技術(shù),主要內(nèi)容如下:首先,闡述了本文所用到量子力學(xué)基本概念和理論,簡(jiǎn)要描述了量子密鑰分發(fā)安全性的理論基礎(chǔ):海森堡測(cè)不準(zhǔn)原理和量子不可克隆定理,給出了量子比特和量子糾纏的概念及相關(guān)知識(shí),介紹了幾種典型的量子密鑰分發(fā)協(xié)議(Quantum Key Distribution,QKD):BB84協(xié)議、B92協(xié)議及E91協(xié)議。其次,基于GHZ糾纏態(tài),通過(guò)糾纏交換,研究了一種基于GHZ態(tài)的多方量子密鑰分發(fā)方案,該方案的安全性受限于量子信道特性,通過(guò)對(duì)具有噪聲的GHZ態(tài)進(jìn)行純化,獲得一個(gè)理想的量子信道,分析了該方案的安全性。同時(shí),對(duì)基于GHZ態(tài)的測(cè)量設(shè)備無(wú)關(guān)(Measurement-device Independent,MDI)實(shí)際量子密鑰分發(fā)系統(tǒng)也進(jìn)行了研究。表明基于GHZ態(tài)的MDI-QKD使用兩個(gè)誘騙態(tài)得到的密鑰速率幾乎與無(wú)限個(gè)誘騙態(tài)的情況一致,安全通信距離可達(dá)190km。第三,在簡(jiǎn)要說(shuō)明相對(duì)于GHZ態(tài)基于W態(tài)量子通信協(xié)議的優(yōu)勢(shì),以及W態(tài)下的Bell不等式的基礎(chǔ)上,提出了一種改進(jìn)基于三粒子W態(tài)的三用戶量子密鑰分發(fā)協(xié)議,通過(guò)分析得出密鑰效率,并分析了其在截取-重發(fā)攻擊和糾纏-測(cè)量攻擊下的安全性;同時(shí),提出了一種基于四粒子W態(tài)的四用戶量子密鑰分發(fā)協(xié)議,同樣計(jì)算得出其密鑰效率并對(duì)安全性進(jìn)行了分析。相對(duì)于基于GHZ態(tài)的協(xié)議,基于W態(tài)QKD協(xié)議在組網(wǎng)時(shí)具有更大的靈活性。最后,總結(jié)了全文,并展望了下一步工作。下一步所要進(jìn)行的是得到GHZ態(tài)糾纏純化增益參數(shù),結(jié)合實(shí)際系統(tǒng),計(jì)算得出基于GHZ態(tài)QKD密鑰生成速率。由于四粒子W態(tài)只選擇了一組測(cè)量基結(jié)果用于生成密鑰,所以提高基于四離子W態(tài)的QKD密鑰速率以及深入分析其在糾纏-測(cè)量攻擊下的安全性也是下一步工作所要進(jìn)行的。
【關(guān)鍵詞】：多方量子密鑰分發(fā) GHZ態(tài) W態(tài) 測(cè)量設(shè)備無(wú)關(guān)
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TN918.4
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 符號(hào)對(duì)照表10-12
• 縮略語(yǔ)對(duì)照表12-15
• 第一章 緒論15-19
• 1.1 量子通信概述15-16
• 1.2 量子密鑰分發(fā)的發(fā)展及現(xiàn)狀16-17
• 1.3 論文工作及章節(jié)安排17-19
• 第二章 量子密鑰分發(fā)基礎(chǔ)19-37
• 2.1 量子密鑰理論基礎(chǔ)19-20
• 2.1.1 海森堡測(cè)不準(zhǔn)原理19-20
• 2.1.2 量子不可克隆定理20
• 2.2 量子比特20-25
• 2.2.1 量子比特的概念和性質(zhì)21-24
• 2.2.2 量子比特的邏輯運(yùn)算24-25
• 2.3 量子糾纏25-28
• 2.3.1 量子糾纏態(tài)26-27
• 2.3.2 Bell不等式27-28
• 2.4 量子密鑰分發(fā)協(xié)議28-35
• 2.4.1 BB84協(xié)議28-31
• 2.4.2 B92協(xié)議31-33
• 2.4.3 Ekert91協(xié)議33-35
• 2.5 本章小結(jié)35-37
• 第三章 基于GHZ態(tài)的多方量子密鑰分發(fā)研究37-51
• 3.1 GHZ糾纏粒子對(duì)及其分發(fā)37-39
• 3.2 一種基于GHZ態(tài)的三方量子密鑰分發(fā)協(xié)議39-43
• 3.3 安全性分析43-46
• 3.4 基于GHZ態(tài)的測(cè)量設(shè)備無(wú)關(guān)量子密鑰分發(fā)46-50
• 3.4.1 測(cè)量設(shè)備無(wú)關(guān)的量子密鑰分發(fā)技術(shù)46-48
• 3.4.2 基于GHZ態(tài)的測(cè)量設(shè)備無(wú)關(guān)量子密鑰分發(fā)48-50
• 3.5 本章小結(jié)50-51
• 第四章 基于W態(tài)的多方量子密鑰分發(fā)51-63
• 4.1 一種改進(jìn)基于三粒子W態(tài)的三方量子密鑰分發(fā)51-59
• 4.1.1 W態(tài)下的Bell不等式51-52
• 4.1.2 協(xié)議描述52-55
• 4.1.3 密鑰效率分析55-56
• 4.1.4 安全性分析56-59
• 4.2 一種基于四粒子W態(tài)的四用戶量子密鑰分發(fā)59-62
• 4.2.1 協(xié)議描述59-61
• 4.2.2 密鑰效率分析61-62
• 4.2.3 安全性分析62
• 4.3 本章小結(jié)62-63
• 第五章 總結(jié)與展望63-65
• 5.1 全文總結(jié)63
• 5.2 工作展望63-65
• 參考文獻(xiàn)65-69
• 致謝69-71
• 作者簡(jiǎn)介71-72
• 1. 基本情況71
• 2. 教育背景71
• 3. 攻讀碩士學(xué)位期間的研究成果71-72
• 3.1 發(fā)表學(xué)術(shù)論文71
• 3.2 發(fā)明專利和科研情況71-72

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1 劉玉,區(qū)慧銘,劉文予,王長(zhǎng)強(qiáng),楊俊濤;量子密鑰分發(fā)網(wǎng)方案的改進(jìn)設(shè)計(jì)[J];量子電子學(xué)報(bào);2005年05期

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本文編號(hào)：908709