噪声环境下的量子安全直接通信理论与实验研究
批准号:
11474181
项目类别:
面上项目
资助金额:
100.0 万元
负责人:
龙桂鲁
依托单位:
学科分类:
A2205.光量子物理和量子光学
结题年份:
2018
批准年份:
2014
项目状态:
已结题
项目参与者:
李俊林、李岩松、王书浩、刘晓斐、张飞昊、杨哲、秦伟、郑超、甄兴龙
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中文摘要
量子安全直接通信不同于量子密钥分发,它可在量子信道中直接传递机密信息,是一种新的量子通信模式。量子密钥分发不能避免发现窃听前的信息泄露,只能传输随机的密钥。量子安全直接通信不但能发现窃听,而且能避免发现窃听前的信息泄露。量子安全直接通信协议提出之后,在理论上得到了迅速发展,如何在实际环境下实现量子安全直接通信成为今后的重要发展方向。由于量子系统不可避免地受到周围环境的影响,为了实际应用必须研究噪声情况下的量子安全直接通信。本项目着重研究量子一次便笺和两步直接通信两个重要的量子直接安全通信方案在自由空间和光纤中的理论与实验研究,研究噪声对这两种协议的影响,提出噪声环境下量子直接安全通信的实现方案。
英文摘要
Quantum secure direct communication (QSDC) is a new quantum communication mode in which secret information can be transmitted securely and directly over quantum channels, which is differently from quantum key distribution (QKD). QSDC can not only detect eavesdropping, but also avoid information leakage transmitted before finfding eavesdroper. Since it was first proposed, QSDC has been theoretically developed very fast, and QSDC under practical environment is becoming an important issue. Because real quantum systems are hardly avoidable from their surrounding environments, it is necessary to study QSDC over noisy channels. In this project, we focus on the theoretical and experimental studies of the two-step and one-time-pad protocols over the optical fiber and free space,and study the effect of the noise on the two protocols, and propose methods for implementing QSDC in noisy environment.
量子安全直接通信利用量子力学基本原理获得窃听感知能力,结合经典信息论可以实现在量子信道中安全传输信息。量子安全直接通信不同于量子密钥分发,它可在量子信道中直接传递机密信息。量子密钥分发只解决了传统保密通信中的密钥安全分发问题,但其本身不能传输信息,只能传输随机的密钥。量子安全直接通信不但能发现窃听,而且能避免发现窃听前的信息泄露。量子安全直接通信协议提出之后,虽然在理论上得到了迅速发展,但如何在实际环境下实现量子安全直接通信成为今后的重要问题。由于量子系统不可避免地受到周围环境的影响,为了实际应用必须研究噪声情况下的量子安全直接通信。本项目着重研究量子一次便笺和两步直接通信两个重要的量子直接安全通信方案在自由空间和光纤中的理论与实验研究,研究噪声对量子直接通信的影响,提出噪声环境下量子直接安全通信的实现方案。.在本项目的研究中,我们搭建了基于一次便签DL04协议的量子安全直接通信光纤通信系统,通过设计优化光路结构,降低了环境对系统的影响,使系统的窃听检测误码率不大于2%,提升了窃听检测精度。同时,我们设计并发展了适用于量子通信系统的编码系统,此系统基于LDPC码实现了极低信号接收率情况下的信息可靠传输,并且在实验系统上初步实现了10km信息的可靠传输。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
Experimental optimal single qubit purification in an NMR quantum information processor.
核磁共振量子信息处理器中的实验最佳单量子位纯化
DOI:10.1038/srep06857
发表时间:2014-10-31
期刊:Scientific reports
影响因子:4.6
作者:Hou SY;Sheng YB;Feng GR;Long GL
通讯作者:Long GL
Nano-partical sensing based on Raman laser in the whispering gallery mode microresonators
基于回音壁模式微谐振器拉曼激光的纳米粒子传感
DOI:10.7498/aps.64.164212
发表时间:2015
期刊:Acta Physica Sinica
影响因子:1
作者:Wang Tao;Yang Xu;Liu Xiao-Fei;Lei Fu-Chuan;Gao Ming;Hu Yun-Qi;Long Gui-Lu
通讯作者:Long Gui-Lu
Experimental realization of single-shot nonadiabatic holonomic gates in nuclear spins
核自旋中单次非绝热完整门的实验实现
DOI:10.1007/s11433-017-9058-7
发表时间:2017-03
期刊:Science China-Physics Mechanics & Astronomy
影响因子:6.4
作者:Li Hang;Liu Yang;Long GuiLu
通讯作者:Long GuiLu
DOI:10.1103/physreva.92.022126
发表时间:2015-08-28
期刊:PHYSICAL REVIEW A
影响因子:2.9
作者:Xin, Tao;Li, Hang;Long, Gui-Lu
通讯作者:Long, Gui-Lu
Realistic interpretation of quantum mechanics and encounter-delayed-choice experiment
量子力学的现实解释和遭遇延迟选择实验
DOI:10.1007/s11433-017-9122-2
发表时间:2018-03-01
期刊:SCIENCE CHINA-PHYSICS MECHANICS & ASTRONOMY
影响因子:6.4
作者:Long, Guilu;Qin, Wei;Li, Jun-Lin
通讯作者:Li, Jun-Lin
测量设备无关的量子安全直接通信理论与实验研究
- 批准号:11974205
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:65.0万元
- 批准年份:2019
- 负责人:龙桂鲁
- 依托单位:
核磁共振多态相体系的开展研究及其量子纠缠测量
- 批准号:11774197
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:74.0万元
- 批准年份:2017
- 负责人:龙桂鲁
- 依托单位:
核自旋体系的相互作用与量子操控
- 批准号:91221205
- 项目类别:重大研究计划
- 资助金额:310.0万元
- 批准年份:2012
- 负责人:龙桂鲁
- 依托单位:
开放量子体系动力学演化量子仿真的理论与实验研究
- 批准号:11175094
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:68.0万元
- 批准年份:2011
- 负责人:龙桂鲁
- 依托单位:
绝热量子计算的理论与核磁共振实验研究
- 批准号:10874098
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:50.0万元
- 批准年份:2008
- 负责人:龙桂鲁
- 依托单位:
量子体系的反馈控制与Bang-bang控制的理论与实验研究
- 批准号:10775076
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:36.0万元
- 批准年份:2007
- 负责人:龙桂鲁
- 依托单位:
量子计算算法编码与过程控制研究
- 批准号:60433050
- 项目类别:重点项目
- 资助金额:200.0万元
- 批准年份:2004
- 负责人:龙桂鲁
- 依托单位:
10个以上量子比特核磁共振量子计算机实验研究
- 批准号:10244003
- 项目类别:专项基金项目
- 资助金额:8.0万元
- 批准年份:2002
- 负责人:龙桂鲁
- 依托单位:
量子计算算法的理论与实验研究
- 批准号:60073009
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:14.0万元
- 批准年份:2000
- 负责人:龙桂鲁
- 依托单位:
暗物质和探测器原子核反应截面的理论研究
- 批准号:19477109
- 项目类别:专项基金项目
- 资助金额:2.0万元
- 批准年份:1994
- 负责人:龙桂鲁
- 依托单位:
国内基金
海外基金















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