量子不经意传输协议、和经典门限秘密共享理论的结合及相关应用研究

本课题拟研究量子不经意传输协议及其与经典门限理论的结合，进而将研究成果作为子协议来解决特定的多方量子计算问题，具体为：构造不属于Hoi-Kwong Lo的no-go定理所否定的量子秘密的全-或-无不经意传输协议和量子二取一不经意传输协议，并扩展到量子n取1不经意传输协议和量子n取m不经意传输协议。在此基础上研究所构造的量子不经意传输协议和经典门限理论的结合问题，结合经典门限方案的优点和量子信息的无条件安全性，将Shamir门限方案引入多方量子计算协议的研究。将上述研究成果作为子协议用于解决面向特殊应用的多方量子计算问题，如百万富翁问题、约会服务、多数据排序、平均薪水问题、可验证量子门限签名、基于门限秘密共享的量子安全多方信息比较等问题。预期研究成果既可高效解决面向特殊应用的多方量子计算问题，也可为基于量子纠错码的构造方法提供有益的补充，为多方量子计算协议的设计提供新思路。

在项目执行期间，共发表和录用SCI论文21篇，按研究计划圆满完成了任务。本课题研究了量子不经意传输协议及其与经典门限理论的结合，进而将研究成果作为子协议来解决特定的多方量子计算问题。该项目研究工作所取得的重要结果如下所示。.（1）提出了一种基于量子密钥分发（QKD）结合检测策略的量子全-或-无不经意传输协议和量子二取一不经意传输协议。.（2）提出了一种灵活的基于B92协议的量子保密查询协议。.（3）提出了一种可验证的门限共享经典信息的量子秘密共享协议。.（4）提出了一种可验证的门限共享量子信息的量子秘密共享协议。.（5）提出了一种具有非可信仲裁者的经典消息的仲裁量子签名方案。.（6）从多方计算的角度研究了现有的基于半诚实第三方的量子秘密比较协议的安全性，发现量子秘密比较协议[Quantum Inf. Process. 11(2): 373-384(2012)]有一个很明显的安全漏洞。.（7）提出了一个新的基于极化单光子的量子秘密比较协议。.（8）提出了一种高效的基于GHZ态的(t,n)-门限认证方案。.（9）提出了一种量子(t, n)门限秘密共享中新成员加入方案。.（10）利用腔QED中五原子簇态特性提出了一种对于任意m原子有效的五方量子态共享(FQSTS)方案。.（11）提出了一种抗振幅阻尼噪声的量子秘密共享协议。.（12）提出了两种基于单逻辑量子比特的抗联合退极化信道噪声和联合旋转噪声的量子秘密共享协议。.（13）提出了一种基于四量子比特退相干无关子空间的抗联合噪声的普适量子秘密共享协议。.（14）重新分析了Chamoli和Bhandari提出的基于ping-pong protocol[Quantum Inf. Process. 8, 347 (2009)] 的安全直接通信协议，并给出一种双CNOT攻击方法。.（15）重新分析了Zhang等提出的基于四粒子cluster态的受控量子安全直接通信协议(Zhang et al. Int. J. Theor. Phys. 48:2971–2976, 2009)，并给出一种虚假纠缠粒子攻击方法。.（16）分析了单量子认证扩展的量子安全直接通信协议的安全性，给出了一种中间人攻击方法和拒绝服务攻击方法，并提出了一种改进的协议。