有限密钥长度量子密码安全性的理论研究

对实际系统量子密码的研究是量子密码实用化、商业化的必经之路，而有限密钥长度是实际系统量子密码的重要特征。目前，"基于大数定理统计方法"的实际系统量子密码理论和"无条件安全"的实际系统量子密码理论是有限密钥长度量子密码理论的主流。前者在应用方面有着很明显的优势，但在安全性度量方面稍欠缺；后者在安全性度量方面较好，但资源耗费大，实用性较差。在该项目中，我们从已有的有限密钥长度量子密码理论出发，一方面进一步拓展现有有限密钥长度量子密码理论的实际应用，对它们的有效性和实用性进行深入地分析；另一方面，在吸取两类主流理论优点的基础上，我们将采用更有效的统计方法对目前有限密钥长度的量子密码理论进行修正。本项目预期建立实用性和安全性有机结合的有限密钥长度量子密码理论，使密钥使用者可以根据自身的安全性要求和有效通讯距离方便地计算密钥资源的多少。

本项目针对实际量子密码的一个重要安全性话题，即有限密钥长度量子密码的安全性问题展开了相关研究并达到了预期目标。通过对主动诱骗态量子密码和被动诱骗态量子密码在有限密钥长度条件下的研究，我们发现密钥长度对于参数的涨落影响非常巨大，从而对量子密码的安全性有着重要的影响。在理想通讯距离范围内，我们可以根据对量子密码安全度的需求以及安全通讯距离的要求调整密钥的长度，因而实现安全性可控。除此之外，在该项目的支持下，我们还研究了如下内容：（1）两路经典通讯对于被动量子密码安全通讯距离影响，我们的研究发现该方法可以有效提高被动量子密码安全通讯距离；（2）通过对较小的纠缠度能够产生更大非局域性现象的研究，我们提出了产生该现象的内在本质；（3）尽管正交的量子态可以通过投影测量被准确区分，非正交量子态不能被准确区分，我们提出了在任意条件下量子态可以准确区分的判据，并且将它应用到分离Bell态的区分上；（4）我们还对与设备无关量子密码的安全性进行了研究并取得了一些有用的结果。