量子力學(xué)與信息科學(xué)的結(jié)合產(chǎn)生了量子信息科學(xué)。量子信息科學(xué)在基本微觀粒子層面上,研究信息的表示、存儲(chǔ)、傳輸和計(jì)算。主要包括:量子隨機(jī)數(shù)、量子通信（量子密碼,量子隱形傳態(tài)）、量子計(jì)算、量子模擬、量子度量學(xué)等。量子隨機(jī)數(shù)發(fā)生器（QRNG）基于量子力學(xué)基本原理產(chǎn)生隨機(jī)數(shù),真正具有不可預(yù)測性和不可復(fù)制性,也被稱為真隨機(jī)數(shù)。無論對(duì)于經(jīng)典密碼還是量子密碼,安全的隨機(jī)源都是密碼系統(tǒng)的基石,QRNG因其真隨機(jī)和高速率在密碼系統(tǒng)中具有廣泛應(yīng)用。然而,在QRNG實(shí)際設(shè)備不可信或者不完美的情況下,則需要采用量子隨機(jī)性認(rèn)證方法,來估計(jì)實(shí)際QRNG協(xié)議或系統(tǒng)中的量子隨機(jī)性。量子密碼,嚴(yán)格地說是量子密鑰分發(fā)（QKD）,基于量子力學(xué)基本原理,提供理論上無條件安全的秘鑰共享方式。這種無條件安全假設(shè)竊聽者擁有很強(qiáng)大的物理操作能力和計(jì)算能力,甚至可以擁有量子計(jì)算機(jī)、量子存儲(chǔ)等。然而,實(shí)際QKD系統(tǒng)卻面臨很多安全挑戰(zhàn)。由于物理器件與理論模型存在差異,實(shí)際QKD系統(tǒng)的光源端、探測器端和編解碼器等都存在諸多安全漏洞。本人的研究主要關(guān)注與QRNG和QKD相關(guān)的安全問題。一方面,研究在設(shè)備不受信或不完美時(shí),QRNG協(xié)議能夠產(chǎn)生多少安... 

【文章來源】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：101 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

圖１．１電子雙縫干涉實(shí)驗(yàn)

它證實(shí)了量子糾纏的存在。事實(shí)上，到目前為止，測試量子力學(xué)非局??域性關(guān)聯(lián)的每一個(gè)實(shí)驗(yàn)都證實(shí)了這一點(diǎn)［６－１２］。這表明盡管量子力學(xué)違反直覺，??但它從根本上說是正確的。圖１．２中給出了一種Ｂｅｌｌ測試游戲示意圖，在Ａｌｉｃｅ和??Ｂｏｂ之間，量子非局域關(guān)聯(lián)能夠獲得比經(jīng)典關(guān)聯(lián)更高的分?jǐn)?shù)［１］。??Ａｌｉｃｅ?????Ｔｉｍｅ?．ｒ?ａ??９ｉｉ００?ｌｅｆｔ?０?、?ＩＸ??９ｈ０１?ｌｅｆｔ?１??９ｈ０２?ｒｉｇｈｔ?１??９ｈ０３?ｌｅｆｔ?１?Ｊ??９ｈ０４?ｒｉｇｈｔ?１??９ｈ０５?ｒｉｇｈｔ?０??Ｂｏｂ??…ｂ??９ｈ００?ｌｅｆｔ?０??９ｈ０１?ｌｅｆｔ?１??９ｈ０２?ｌｅｆｔ?１??９ｈ０３?ｒｉｇｈｔ?１?＿／??９ｈ０４?ｒｉｇｈｔ?０??圖１．２測試量子非局域關(guān)聯(lián)的Ｂｄ丨測試游戲示意圖。圖片引自文獻(xiàn)［１］??既然如此，我們可能會(huì)問，量子糾纏可否用于超光速地傳遞信息？在回答這??個(gè)問題之前，我們先回顧一下信息論的知識(shí)。??信息論是一門研宄信息的量化存儲(chǔ)和傳輸通信的科學(xué)。１９４８年，信息論之??父香農(nóng)（Ｃｌａｕｄｅ?Ｅｌｗｏｏｄ?Ｓｈａｎｎｏｎ）在他的文章?“?Ａ?Ｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌ?Ｔｈｅｏｒｙ?ｏｆ?Ｃｏｍ－??ｍｉｍｉｃａｔｋｍ”中做出了可能是二十世紀(jì)最著名的應(yīng)用數(shù)學(xué)工作［１３］。在這篇文??章中，香農(nóng)給出了信息的單位是二進(jìn)制比特，信息不確定性的大小用熵來度量??丑＝一其中仍是各狀態(tài)的概率。香農(nóng)的信息論給出了信源壓縮和??３??

圖１．３?（ａ）離散變量ＱＫＤ和連續(xù)變量ＱＫＤ示意圖；（ｂ）當(dāng)前最先進(jìn)的離散變量ＱＫＤ裝置；??（ｃ）當(dāng)前最先進(jìn)的連續(xù)變量ＱＫＤ裝置；（ｄ）當(dāng)前主流ＱＫＤ協(xié)議及裝置能實(shí)現(xiàn)的安全??密鑰率對(duì)比

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]量子隨機(jī)數(shù)發(fā)生器[J]. 周泓伊,曾培.  信息安全研究. 2017(01)
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[3]量子信息技術(shù)縱覽[J]. 周正威,陳巍,孫方穩(wěn),項(xiàng)國勇,李傳鋒.  科學(xué)通報(bào). 2012(17)

博士論文
[1]光纖量子密鑰分配關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 王雙.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2011
[2]量子密碼與量子中繼研究[D]. 銀振強(qiáng).中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2010
[3]光纖量子密鑰分配的實(shí)驗(yàn)研究[D]. 陳巍.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2008



本文編號(hào)：3093369