噪声下基于自旋-轨道角动量纠缠态的量子保密通信研究

基本信息
批准号:61802033
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:27.00
负责人:李冬芬
学科分类:
依托单位:成都理工大学
批准年份:2018
结题年份:2021
起止时间:2019-01-01 - 2021-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:孙莹,刘明哲,吴旭,蒋鑫,陈金莲,杨雅茗
关键词:
信息安全量子密码保密通信安全协议密钥分发
结项摘要

Quantum communication has great attention from academics, military and commercial circles both at domestic and abroad. Because photons have the spatial property of spin-orbit angular momentum, they play an important role in quantum secure communications. They have always been cryptography and information security a hot research topic in the field. This project is to be studied from three aspects. First, analysis of the existing quantum communication channel entanglement death and decoherence phenomenon, find out the initial Quantum secure communication plays an important role in unconditional security and timely transmission of quantum states, and it is a research hotspot in the field of cryptography and information security. This project using combined method of multi-freedom quantum secure communication and traditional secure communication, research some problems in quantum secure communication based on spin-orbit angular momentum entanglement under noise. Research includes: First, the analysis of the existing quantum communication channel entanglement death and decoherence phenomenon, investigation of the initial entanglement of atoms and coevolution on the degree of concurrency, construction of high-fidelity quantum confidential channel. Second, Aimed at the non-local and non-classical relations of photons in the quantum system, study the quantum state characteristics of single photons under the spin-orbit angular momentum, and make single-photon entanglement source under spin-orbit angular momentum and measure them; Third, the research of high entanglement single mode quantum states and dual mode quantum states, they have the problem of insufficient key distribution protocol in quantum secure communication, and then propose the quantum key distribution scheme with continuous variables. The research results of this project will innovate information security research methods in the process of quantum secure communication, which will help promote the practical application of quantum communication.

量子保密通信在无条件安全和及时传输量子态等方面发挥着重要作用,是密码学和信息安全领域的研究热点。本项目拟采用多自由度量子保密通信和传统保密通信相结合的方法,研究噪声下基于自旋-轨道角动量纠缠态的量子保密通信中存在的若干问题。研究内容包括:(1)针对噪声下量子信道中出现纠缠死亡和退相干问题,研究免疫噪声的开放量子系统密度矩阵纠缠演化过程,构建高保真量子保密通信信道;(2)针对光子在量子体系中呈现出的非定域、非经典关系,分析量子物理体系的自旋-轨道角动量特性,采用单光子Bell态测量和多光子高维多体纠缠测量方法,拟制备基于自旋-轨道角动量的量子纠缠源,实现自旋-轨道角动量纠缠态的分层量子保密通信;(3)提出在该信道上进行连续变量的量子密钥分发方案,实现高效容错的自旋-轨道角动量纠缠态的量子保密通信。本项目研究成果将创新量子保密通信过程中的信息安全研究方法,有利于推进量子通信的实用化进程。

项目摘要

量子保密通信在无条件安全和及时传输量子态等方面发挥着重要作用,是密码学和信息安全领域的研究热点。本项目拟采用多自由度量子保密通信和传统保密通信相结合的方法,研究噪声下基于自旋-轨道角动量纠缠态的量子保密通信中存在的若干问题。研究内容包括:(1)针对噪声下量子信道中出现纠缠死亡和退相干问题,研究免疫噪声的开放量子系统密度矩阵纠缠演化过程,构建高保真量子保密通信信道;(2)针对光子在量子体系中呈现出的非定域、非经典关系,分析量子物理体系的自旋-轨道角动量特性,采用单光子Bell态测量和多光子高维多体纠缠测量方法,拟制备基于自旋-轨道角动量的量子纠缠源,实现自旋-轨道角动量纠缠态的分层量子保密通信;(3)提出在该信道上进行连续变量的量子密钥分发方案,实现高效容错的自旋-轨道角动量纠缠态的量子保密通信。本项目研究成果将创新量子保密通信过程中的信息安全研究方法,有利于推进量子通信的实用化进程。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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