经典信息量子秘密分享理论研究

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量子信息是量子力学与信息科学相结合产生的交叉学科,量子秘密分享是该学科内的一个重要的研究领域。在本文中,我们提出了几个经典信息量子秘密分享理论方案,主要内容包括:  1、提出了一个基于腔量子电动力学系统且实验上可行的经典信息多体量子秘密分享方案。方案中,发送者利用局域幺正操作把秘密信息加载在原子贝尔态上,通过原子贝尔态量子纠缠交换把秘密信息分成几个部分,之后把每个部分分给一个成员。在此情形下,任何成员都不可能单独地获得秘密信息,惟有所有成员相互协作方可。本方案中,原子贝尔态的制备是利用高失谐单模腔来实现的。在识别原子贝尔态时,除了该腔外,还使用了经典场。本方案的优点是对腔衰退和热场不敏感,且不需要联合贝尔态测量。  2、指出了闫-高方案[Phys.Rev.A72(2005)012304]的不足并提出了改进方案。在闫-高方案中,有恶意的成员组成的小组(或者只有一个有恶意的成员)可以成功地欺骗其他成员而获得秘密信息,且不会被探知。为堵住该安全性漏洞,我们提出了改进,即:信息发送者群先合作萃取出秘密信息,之后单个成员再以随机次序公布自己两组比特串中的iB串。这个改进可以阻止任何信息发送者通过欺骗获取信息。另外,改进还包括信息接收者群和信息发送者群最后进行信息认证以阻止任何信息接收者的欺骗。因此,改进的方案弥补了闫-高方案的不足。  3、提出了用随机相位操作实现安全直接通讯的多体量子秘密分享方案。在该方案中,我们使用随机相位操作来代替通常方案中的特殊分立的幺正操作。由于标志随机相位幺正操作的相位是完全任意的,因此幺正操作具有完全随机性。正因为该完全随机性,秘密分享的安全性得到了增强。  4、提出用连续变量操作实现有效的多体(m个发送者)对多体(n个接收者)量子秘密分享方案。在此方案中,用连续变量操作取代特殊分立的幺正操作实现秘密信息的加载和操控,标志幺正操作的连续变量是完全任意的,这样就可以确保秘密分享的安全性。另外此方案效率是闫-高方案[Phys.Rev.A72(2005)012304]效率的n倍。
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