基于多粒子态的量子秘密共享协议研究

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1、暨南大学硕士学位论文题名（中英文对照）：基于多粒子态的量子秘密共享协议研究ResearchonQuantumSecretSharingProtocolsBasedonMulti-particleEntangledStates作者姓名：李培培指导教师姓名及学位、职称：谭晓青博士副教授学科、专业名称：数学应用数学论文提交日期：2016年3月论文答辩日期：2016年5月答辩委员会主席：李进教授论文评阅人：盲审学位授予单位和日期：暨南大学，2016年6月独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含

2、其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得暨南大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：签字日期：年月日摘要量子秘密共享是量子通信的一个重要分支，能共享经典信息与量子信息。假设Alice有一个消息想让Bob与Charlie两个代理人分享，然而单个代理人并不知道Alice的原始信息，利用量子密钥分发协议可以完成这项任务，但其造成了资源浪费，所以它不是利用量子信道完成秘密共享的最好方式。利用较少资源，却有较高效率与安全性的量子秘密共享协议是解决此类问题的一种方法。本文以多粒子态为载体设

3、计了三个量子秘密共享协议。第一个协议利用可重用的不对称三粒子纠缠态作为载体，发送方用控制非门操作将信息编码到载体上，接收方再利用控制非门操作解除纠缠，完成了量子秘密共享。为了检测是否有窃听者，用随机插入诱骗粒子的方法进行检测窃听,分析表明该协议能有效防止窃听，抵御纠缠欺骗攻击。第二个协议利用团簇态作为载体，发送方将团簇态和未知量子态产生纠缠，然后进行Bell测量，为了保证协议更加安全，使用随机插入诱骗粒子的方法作窃听检测。第三个协议利用两个GHZ态组成的复合量子态作为载体，来共享一个三粒子GHZ态。此协议仅需要Alice进行两次Bell测量，Bob进行一次Bell测量，Charlie通

4、过相应的幺正操作就可以恢复秘密，完成未知量子态的秘密共享。关键词：不对称三粒子纠缠态；GHZ态；团簇态；量子秘密共享；Bell测量IAbstractQuantumsecretsharingisanimportantbranchofquantumcommunicationthatsharesclassicalorquantuminformation.SupposeAlicewantstoshareherinformationwithBobandCharlie,shecanaccomplishthisaimsafelybyusingquantumkeydistributionprotoco

5、lthatisnotthebestwaytocompletethesecretsharingsinceitwastesresources.Quantumsecretsharingprotocolisasolutionwithlesserresourcesandmoreefficiencyandsecurity.Inthispaper,weusesomemulti-particlestatesascarrierstodesignthreequantumsecretsharingprotocols.Inthefirstprotocol,weutilizereusableasymmetric

6、three-particleentangledstatesascarrierthatthesenderencodesinformationintothecarrierwithCNOToperationandthereceiverreusesCNOToperationtoremoveentanglementforcompletingquantumsecretsharing.Inordertochecktheexistenceofaneavesdropper,werandomlyinsertdecoyparticlesfordetectingeavesdropping,itshowstha

7、ttheprotocolcaneffectivelypreventeavesdroppingandagainstentanglementspoofingattacks.Inthesecondprotocol,weutilizeclusterstatesascarrierthatthesenderentanglesunknownquantumstateswithclusterstatesandcarriesoutBellmeasurements.