其原理是利用非正交量子态不可区分原理　即对两个非正交量子态不可能同时精确测量

来源: marketreflections 于 2010-05-27 12:07:15 [档案] [博客] [旧帖] [给我悄悄话] 阅读数 : (16347 bytes)

回答: 希尔伯特空间维数与自由度由 marketreflections 于 2010-05-27 10:27:13

其原理是利用非正交量子态不可区分原理　即对两个非正交量子态不可能同时精确测量

这是 http://forum.eviloctal.com/attachment.php?aid=8481 的 HTML 档。
G o o g l e 在网路漫游时会自动将档案转换成 HTML 网页来储存。
Page 1
量子保密术和保密通信陈志新[1]唐志列[1]廖常俊[2]刘景锋[1]魏正军[1][1](华南师范大学物理系, 广州, 510631)[2](华南师范大学信息光电子科技学院, 广州, 510631) [摘要]基于量子物理原理的量子密码术已被证明是保密通信中密钥安全分配的有效手段　本文介绍了量子密码的基本原理,探讨了实现量子密码的几种方案,并研究了各自的密钥分配机制　还讨论了量子密码通信的历史发展和指出现存在的问题以及未来的发展前景[关键词]量子密码. 测不准原理. EPR 关联. 量子纠缠. QUANTUM CRYPTOGRAPHY AND SECURITY COMMUNICATIONSCHEN Zhi-Xin TANG Zhi-Lie Liao Chang-Jun(Department of Physics South China Normal University Guangzhou 510631)(School for Information and Optoelectronic Science and Engineering, South China Normal University Guangzhou 510631)[Abstract]Quantum cryptography based on fundmental physical principles has been proved to be an effectivetechnique for secure key distribution.The fundamental theory of quantum cryptography together with their mainschemes and protocols has been discussed in this paper.Recent years quantum cryptographic communication’shistory improvements are analyzed,and the existing problems and development prospective in future are alsopointed out. [Key words]quantum cryptography uncertainy principle EPR pair quantum entanglement.1 引言量子密码术是量子物理学和密码学相结合的一门新兴科学　它成功地解决了传统密码学中单靠数学无法解决的问题并引起国际上高度重视　它的思想最早由美国人 Wiesne.S.J 在1969 年提出[1] 1984 年 Bennett.C.H 和 Brassard.G 首先提出第一个量子密码分配协议 BB84协议[2] 1989 年 IBM 公司 Thomas.J.Walson 研究中心实现了第一次量子密钥传输演示实验[3]1991 年牛津大学 Ekert.A.k.提出 E91 协议[4]1992 年 Bennett.C.H 指出只用两个非正交态即可实现量子密码通信并提出 B92 协议[5]自此　量子密码通信三大主流方案已基本形成 20世纪 90 年代以来　世界各国的科学家对量子密码通信的研究出现了迅猛发展并取得很大成功, 瑞士 University of Geneva 在原有光纤系统中已建立 22.8km 量子保密通信线路并投入了实用[6];英国 BT 实验室已实现在常规光缆线路上量子密码通信传输距离达 55km[7];美国 LosAlamos 实验室已成功实现 48km 量子密钥系统运行两年[8],2000 年他们在自由空间中使用QKD 系统成功实现传输距离为 1.6 公里[9]可以说　量子通信已进入大规模实验研究阶段现在,量子保密通信的距离已延伸到 80km[10]而我国量子通信的研究才刚起步,1995 年中科院物理研究所在国内首次用 BB84 协议做了演示实验[11]华东师范大学用 B92 方案作了实验[12]2000 年中科院物理研究所和中科院研究生院合作　完成了国内第一个 850nm 波长全光纤量子密码通信实验　通信距离达 1.1km[13]近期　山西大学量子光学与光量子器件国家重点实验室在国内外第一次完成了用明亮的 EPR 关联光束完成了以电磁场为信息载体的连续变量量子密集编码和量子保密通信的实验研究[14]随着量子密码术的不断发展　必将给通信领域带来新的突破　下面介绍一下经典密码术的局限性和量子密码术的原理　方案及近年来用分离变量系统(如用单光子实现)实现量子密码通信的发展状况项目基金是　广州市 2001-2-095-01 项目支持
--------------------------------------------------------------------------------
Page 2
2 量子密码术的原理和实现方案目前　最常用保障信息安全的通信技术是经典密码术　经典密码术密钥的特点是　密码一般是事先商定的　然后通过一定的信道传送　在密钥的传送过程中　有可能被窃听且不被觉察　这就是保密通信中经常涉及到的 Catch 22 问题　原因在于密钥的建立需要利用某种载体的某种物理性质　而经典密钥遵守经典物理定律　经典物理定律指出　对物质运动状态的测量不会影响其性质　所以经典密钥被窃听后可能无法觉察到　原理如图 1 所示[15]故普通密码术的核心部分密钥不安全　而量子密码通信是目前科学界公认唯一能实现绝对安全的通信方式　它依赖于两点:一是基本量子力学效应(如测不准原理,Bell 原理　量子不可克隆定理);二是量子密钥分配协议　量子密码系统能够保证:(1)合法的通信双cryptotextAliceeavesdropper BobFig.1 schematic diagram of the classical cryptographic communication 方可觉察潜在的窃听者并采取相应的措施;(2)使窃听者无法破解量子密码　无论破译者有多么强大的计算能力　同时　量子密码通信不是用来传送密文或明文　而是用来建立和传送密码本　这个密码本是绝对安全的　到目前为止　实现量子密码的方案主要有如下几种(1) 基于两种共轭基的四态方案,其代表为 BB84 协议[2]其原理是利用单光子量子信道中的测不准原理　在量子力学中　对任意两个可观察的物理量可用厄密算符 A)和 B)表示　若它们不对易或者说不能有共同的本征态时　必满足测不准关系式222|]B,[|41)B()(〉〈≥〉∆〈•〉∆〈))))AA表示两个物理量 A)和 B)不能同时具有完全确定的值　对一组物理量的精确测量必然同时导致另一组物理量的完全不确定　即量子力学基本原理Heisenberg 测不准原理　其具体通信过程可参考文献[2][16]的介绍 BB84 协议为 B92 协议的建立奠定了坚实的基础(2) 基于两个非正交量子态性质的 Bennett 方案　其代表为 B92 协议[5]其原理是利用非正交量子态不可区分原理　即对两个非正交量子态不可能同时精确测量　这是由测不准原理决定的　现在 B92 协议已成为实际量子密码通信的主要实现方式,我们就以它为例解释量子密码术的中心思想　首先,合法通信者 Alice 和 Bob 选择光子的任何两套共轭的测量基(这里我们取偏振方向为 00 和 900450 和 1350 的两组线偏振态　并定义 00 代表量子比特‘0’,450 代表量子比特‘1’) 但只测量其中两个非正交的量子态(这里取 00 和 450) 即从互为共轭的两组量子态中各选一个进行测量Table 1. B92 quantum key distribution protocol .a.b.c.d.e.f.11\11