十量子双向链式受控和非对称量子隐形传态的研究
近年来,随着各种信息安全问题的层出不穷，传统的加密算法保护能力日渐趋弱。量子信息学作为一门由量子力学和信息科学交叉结合而衍生成的新兴学科,主要是由量子通信和量子计算两大部分组成,其中量子通信和经典通信对比具有明显的优势,突破了经典信息在信息容量、安全性、区域性等多方面的局限性，于是量子通信作为保密的通信技术应运而生。量子通信基于量子力学的测不准原理、不可克隆原理、纠缠态原理这三大原理从而可以确保信息的传输安全。目前在量子通信方面主要有两大应用分支，一是量子密钥分发，二是量子隐形传态（QuantumTeleportation，QT），文中研究的量子隐形传态协议属于量子通信的范畴,是未来实现全球量子通信网络的核心要素。 （1）基于十量子比特团簇态的多量子双向链式受控量子隐形传态 本文提出一种采用一个十量子比特团簇态作为量子信道，在4方之间进行多量子比特初始态的双向链式受控量子隐形传态(Bidirectional-ChainControlledQuantumTeleportation，BCCQT)协议。协议在通信参与者Alice、Bob、Charlie和通信控制者David之间进行双向链式传态，经过多量子比特初始态的复单转换、顺序通信、逆序通信、单重塑和复重塑等一系列流程，最终复现了多量子比特初始态，证明该协议是可行的，并且量子通信过程的安全性由控制者的权限和量子信道的纠缠特性予以保证。理论上该协议是基于BCQT协议的扩展，并且在n+1方传态和量子信道的关系之间提出了猜想，对于多量子比特初始态的BCQT研究具有重要参考价值。 （2）基于多频和多控的非对称量子隐形传态 本文以量子隐形传态过程中通信方的多对一数量关系为基础，分别提出了多频非对称量子隐形传态（Multi-frequencyAsymmetryQuantumTeleportation，MAQT）和加强保真度的多控量子隐形传态协议（Multi-ControllerQuantumTeleportation，MCQT）。在MAQT协议中，多频逻辑上代表着多发送方，并且数量级上可以增加，而接收方只有一个，以此完成多对一的非对称逻辑关系。在MCQT协议中，通过加入第一位控制方，同时将协议中其他参与方改良为第二位控制方，双方组成多控制方的位式体系，多控制方的参与可以对协议的传态过程进行有效控制，并且第一位控制方的量子比特系数还可以对协议中接收方重塑量子态的保真度进行控制。经过可行性分析，提出的两种非对称量子隐形传态是可行的，这种多对一的不对等关系，打破了传统量子通信过程中通信方一对一的逻辑关系，该研究为更加复杂的多维度QT提供了理论基础。
量子隐形传态;双向链式传态;保真度;纠缠态
华东交通大学
硕士
计算机技术
范萍
2023
中文
O413
2023-11-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）