相干態(tài)量子密鑰分發(fā)的若干研究.pdf

1、量子信息學(xué)是信息科學(xué)和量子力學(xué)相結(jié)合而形成的新興交叉學(xué)科。量子通信是量子信息學(xué)的一個(gè)重要分支，在提高運(yùn)算速度，確保信息安全，增大信息容量和提高檢測(cè)精度等方面可以突破經(jīng)典信息系統(tǒng)的極限。 經(jīng)過幾十年的發(fā)展，量子密碼通信從最開始的單光子離散變量系統(tǒng)，到現(xiàn)在被廣泛討論的相干態(tài)連續(xù)變量量子密鑰分發(fā)，實(shí)驗(yàn)裝置越來越簡單，密鑰速率越來越大，效率越來越高。各種針對(duì)密鑰分發(fā)系統(tǒng)的攻擊方案也層出不窮。 本文研究的內(nèi)容主要為兩方面內(nèi)容，一部

2、分為針對(duì)三種主要協(xié)調(diào)方案的性能分析；另一部分著重分析典型的攻擊方案，在常規(guī)信道條件下對(duì)密鑰分發(fā)系統(tǒng)的攻擊性能。 首先，介紹量子信息學(xué)基本概念和進(jìn)展。基于光場的量子理論，推導(dǎo)了量子理論下光場的表示方法。從量子態(tài)光場中最基本的狀態(tài)--相干態(tài)出發(fā)，研究了其量子噪聲起伏的特性，進(jìn)而根據(jù)Heisenberg測(cè)不準(zhǔn)關(guān)系，研究了壓縮態(tài)光場的特性，即壓縮光場的一個(gè)分量的漲落被壓縮到真空漲落之下，而另一個(gè)與之共軛的分量的漲落高于真空漲落，簡單介紹

3、了糾纏態(tài)的基本概念。最后，對(duì)量子密鑰分發(fā)系統(tǒng)進(jìn)行了介紹和原理分析。 其次，分析了相干態(tài)量子密鑰分發(fā)系統(tǒng)的基本原理，詳細(xì)分析了三種協(xié)調(diào)方案，根據(jù)不同協(xié)調(diào)方案對(duì)密鑰分發(fā)系統(tǒng)的安全條件進(jìn)行了總結(jié)。針對(duì)不同的信道特征，分析三種協(xié)調(diào)方案的優(yōu)缺點(diǎn)。首先是僅僅考慮信道的衰減影響，這時(shí)最有效的攻擊就是不引入噪聲的分束攻擊；然后考慮信道噪聲的影響，為了得到較高的安全性，我們假設(shè)所有噪聲都是Eve引入的。通過分析可知，正向協(xié)調(diào)在信道傳輸率較大時(shí)有著