杨幼凤开题报告.docVIP

PAGE  研究生学位论文开题报告书 论文题目 利用量子信道实现经典信息双向传输研究 研 究 生 姓 名 杨幼凤 学 号 2011010819 研 究 生 类 别 博士□ 硕士 eq \o\ac(□,√) 所 在 学 院 理电学院 专 业 光学工程 研 究 方 向 光量子通信 指 导 教 师 叶志清 教授 填表日期 2013 年 5 月 25 日 一、选题依据 1．国内外研究现状分析 量子信息学是由量子力学和信息科学相结合而产生的一门新兴交叉学科。当前量子信息学无论在理论还是在实验上都不断取得重大突破，显示出经典信息科学无法比拟的优势。因此，可以称，量子信息学将为信息科学的发展开辟新的道路。量子通信是量子信息学的一个重要分支，借助量子力学特性，显现经典通信无法比拟的高安全信息处理和传输特点。量子通信理论于1993年由美国IBM的研究人员提出的。目前美国国家科学基金会、美国国防部等部门都着手研究此项技术，欧盟从1999年开始研究，日本也从2001年将量子通信研究纳入十年计划。今年来，无论在理论还是实践上都取得了重大突破，引起各种政府、科技界和信息产业界的高度重视，成为研究的热点之一。 量子通信按所传输的信息是经典信息还是量子信息分为两类。传输经典信息的量子通信主要通信方式：量子密钥分发（Quantum Key Distribution,简称QKD）[1]，量子安全直接通信（Quantum Secure Direct Communication,简称QSDC）[2-3]和量子对话[14]（Quantum Dialogue，简称QD）。传输量子信息的量子通信方式主要是量子隐形传态（Quantum Teleportation, 简称QT）[4-13]。其中传输经典信息的量子对话协议，即通信双方同时传递经典信息，是量子通信领域中最引人注目的方向之一。因为，从某些意义上讲，它最能满足实际通信的需要。 在1984年，Bennett和Brassard提出了第一个量子密钥分发协议，也就是有名的BB84协议[1]。在这个协议中，相距很远的通信双方，Alice和Bob共享一个密钥。Shimizu和Imoto于1999年第一个提出了量子安全直接通信（QSDC）[2]，该协议中无需产生量子密钥，发送者可以直接传输经典秘密信息给接收者，提高通信效率。但是最早提出的量子安全直接通信方案只能实现通信双方单向秘密信息的传输，人么就考虑能否实现秘密信息的双向传输。在2004年，Nguyen[14]提出了第一个量子对话方案，实现了通信双方同时交换他们的秘密信息。自此，量子对话协议研究在学术界成为一个热点。2006年，Xia、Fu和Zhang等提出了一种基于GHZ态的量子对话方案；2007年，杨宇光和温巧燕提出了一种准安全量子对话协议[15]；同年，Xia和Song[16]等提出了一个用纯纠缠GHZ态实现的受控安全量子对话协议；2008年，Ji等提出了一个用单光子实现的量子对话方案[17]；2009年，Shi和Xi等提出了一个改进的利用EPR对实现的量子对话协议[18]；同年，Li，Xiu和Gao等提出了一个基于一类三光子W态的量子对话协议[19]；2008年，高等[20]指出了一些量子对话协议[14]中存在信息泄露问题，于是量子通信的安全开始受到人们的关注。提出的量子对话协议安全性是首当其冲要解决的问题。2010年，Shi和Xi等]提出了一种用单光子实现量子安全对话协议[20]；Gao Gan也同时利用Bell态纠缠交换提出了两种可以克服信息泄露的量子对话方案[21]；2013年，邹等[22]提出了一个受控的安全量子对话方案。还有一些量子对话协议理论[23-25]没有详细的列出。 现在信息大爆炸的时代，对通信容量的要求越来越高，所以提高信道的容量（即编码效率）迫在眉睫。在1992年，Bennett和Wiener提出了量子超密编码[26]，其基本思想是：利用发送者和接收者事先共享的纠缠态，在通信过程中只传送一个量子比特即可完成两个比特经典信息的任务。由于信道容量大、必威体育官网网址性好的特点，量子超密编码无论是在理论上，还是在实验方面都获得了极大的发展，各种研究方案层出不穷。我国的龙研究