簇态量子秘密共享的研究.pdf

湖南师范大学
硕士学位论文
簇态量子秘密共享研究
姓名:唐成军
申请学位级别:硕士
专业:理论物理
指导教师:方细明
20090501
摘要自从虰⑾执靥岢龅ハ蛄孔蛹扑慊P鸵来,簇态量子信息研究就吸引了大量科研工作者注意。人们对其展开了广泛而深入的研究,获得了大量激动人心的研究成果,成为当前的研究热点。簇态是一种高度纠缠的多比特量子态,具有独特的纠缠性质和丰富的结构。理论研究表明,对簇态中节点上的粒子进行单比特局域测量,根据测量结果可进行任意单量子比特的量子操作和两量子比特控制非操作,因此可实现任意量子逻辑操作,从而可在此系统上进行任意的量子信息处理。本文主要研究量子信息领域中经典信息的保密传输和量子秘密共享,以及在腔逑瞪鲜迪治轇饬康牧孔犹洹⒘孔信息的多方分配等相关内容。本文共分为五章。第一章简单介绍了量子信息科学的基础理论、发展历史和本文将要涉及的主要内容。第二章探讨簇态性质和制备簇态的方法,提出了利用簇态制备三粒子姆椒ǎ诖嘶上提出了利用三个三粒子芯啦换皇迪至孔用孛芄蚕的方案,并提出了检测窃听的方法。该方案除了少数粒子用来检测窃听以外,绝大多数粒子用来传输信息,效率很高。第三章提出了利用垂靥迪至孔用孛芄蚕矸桨福⒍云浒踩阅茏髁司咛分析,发现窃听者在单粒子纠缠攻击下的错误率高达,表明我们的方案对此攻击具有较强的安全性能。在第四章中,我们提出了基于簇态的腔奈轇饬康牧孔用孛芄蚕矸桨福讯粤W的基测量变成了对粒子的独立局域测量,使测量变得直接和方便,.
关键词:簇态;涣孔右未涣孔用孛芄蚕恚测量;
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~笋一号趟潆孕乙鈔媪γ罱月应沙如湖南师范大学学位论文原创性声明湖南师范大学学位论文版权使用授权书本人郑重声明:所呈交的学位论文,是本人在导师的指导下,独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外,本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名:占日本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权湖南师范大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于⒈C芸冢年解密后适用本授权书。⒉槐C芸凇作者签名:导师签名:日。硕士学位论文≯一一.。、
第一章绪论引言§当今的世界是信息交流的世界,人与人之间的信息交往越来越依赖电信和互联网并且已渗透到社会的各个领域。然而,经典信息在传输过程中总是有被一些高明的窃听者破译的尴尬情况出现,并且其信息功能的拓展也受到了极大的限制,信息的大量需求和安全性的保障问题使经典信息系统面临着巨大的挑战,在寻求新的信息处理的方法过程中,量子信息学应运而生。量子信息学是量子力学和信息科学形成的新兴交叉学科,因为其巨大的应用价值和重大的科学意义而受到人们的广泛关注。由于量子特有的性质而使量子信息具有了独特的信息功能,为提高计算机的运算速度、保障信息传输安全等方面相对经典信息系统而言有着更大的优越性,其理论的前瞻性和实际应用的广阔发展前景引起了世界各国相关部门的极大兴趣,是目前物理学和信息科学最前沿、最热门、最有发展潜力的研究领域之一,其发展速度非常之迅猛。世纪年代至年代,人们发现计算机中的芯片发热是能量消耗所导致的结果,从而导致芯片的大规模集成受到限制,进而影响到计算机的运行速度。研究表明,所有经典计算机都能够找到一种对应的可逆机,我们能够把计算机中的所有操作都改变成可逆操作,而在量子力学中,可用一个幺正变换来代替这种操作,研究可逆计算机导致出现了量子计算机这一概念。量子计算机是这样一类物理装置:运行量子算法对量子信息进行处理和计算的装置。量子计算和量子信息之所以有意义,是因为我们相信可以制造出处理量子信息的量子计算机,到目前为止世界上真正意义上的量子计算机还没有出现,但是分布于世界各地的大批科研人员相信这个梦想终将实现,并为此投入了巨大热情,提出了大量的量子计算机物理实现方案,主要有五种原型物理系统:简单谐振子方案、腔量子电动力学籕桨竅俊⒗胱于宸桨浮】、分子核磁共振桨竅光学系统—等。到目前为止,量子计算机虽然还未成为现实,但这并不防碍科研工作者对量子信息领域中的量子隐形传态、密钥分配、量子秘密共享等的深入研究。纵观量子信息和量子计算的发展历史,我们不难发现,从年第一个在量子纠缠的基础上提出的簇