基于相干态光场的连续变量测量设备无关Cluster态量子通信

发布时间：2024-01-30 21:21

　　由于量子通信协议理论上可以发现任何窃听者的攻击行为,因此其天然具有抗量子计算机攻击的能力。高斯相干态光场相较于纠缠态光场更容易制备和实现,利用其实现量子通信网络更具经济价值和实用价值。该文提出一种利用连续变量(CV)相干态光场就可以实现的测量设备无关(MDI)Cluster态量子通信网络协议。在此网络上可以方便地执行量子秘密共享(QSS)协议和量子会议(QC)协议。该文提出了线型Cluster态实现任意部分用户间QSS协议、星型Cluster态四用户QSS协议和QC协议,并利用纠缠模型分析了选用对称和非对称网络结构时,每种协议密钥率和传输距离之间的变化关系。结论为在量子网络中利用相干态实现QSS和QC协议提供了理论依据。

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【部分图文】：

图1测量设备无关网络架构

多组份Cluster态相比于GHZ态的优势之一就是其图态的组成形式多种多样。正是拥有这样灵活多变的组成形式，使得其可以更灵活的在任意数量用户之间开展测量设备无关QSS协议。构造不同种类的Cluster态可以实现不同需求的任意数量用户之间的QSS协议。由于3组份GHZ态和Clust....

图24用户相干态测量设备无关量子通信网络

如果Alice,Bob和Charlie之间想实现QSS协议。首先Alice,Bob,Charlie和David分别制备输入相干态光场?ai,i∈{1,2,3,4}，并将此光场发送给不可信中继。在得到不可信中继的测量结果γ后，Alice将其所拥有的信息变换为,Bob,Charli....

图3Eve的输出模式和攻击方案

不可信中继和4个链路中假设存在窃听者Eve，他将采用相干攻击窃听策略对线路中所有的信息进行窃取。Eve截获用户发送所有4种模式，并将其与辅助真空模式相互耦合。Eve的输出模式一部分被发送到不可信中继继续执行协议(如图3(a)所示)，剩余的模式存储在量子存储器中。量子存储器中的各个....

图44用户参与QSS协议安全密钥率和传输距离的关系

对于4用户参与的QSS协议，如果Eve对Bob,Charlie和David采用同等强度的攻击。为了计算Eve选用不同量子态攻击时不同的效果，本文选取3个状态分析(如图4所示)：状态1(图4中红色g1=g4=g6=-0.65g2=g3=g5=0线)，,；状态2(图4中蓝色....

本文编号：3890388