集体噪声信道上带身份认证的无信息泄露的量子对话协议

吴贵铜; 周南润; 龚黎华; 刘三秋

doi:10.7498/aps.63.060302

摘要

在集体噪声条件下提出三个带身份认证的量子对话协议，两个量子对话协议分别用于抵抗集体消相干噪声和集体旋转噪声，另一个用于同时抵抗这两种集体噪声. 通信双方通过广义幺正变换将自己的秘密信息编码到量子态中；并根据自己的秘密信息和携带秘密信息的粒子的初末两量子态，便可推知对方的秘密信息实现量子对话. 协议的效率、安全性和无信息泄露等性能分析表明了协议的有效性.

关键词:

Three quantum dialogue protocols with identification are proposed under the condition of collection noise. They are used to resist collective-dephasing noise, collective-rotation noise and both collective noises respectively. The two communication parties encode their own secret information into the quantum states with the generalized unitary transformation. Each communication party can deduce the secret message of his counterpart according to his secret message and the two quantum states (one is quantum state before being encoded, and the other is quantum state after being encoded), to achieve a quantum dialogue. It is important that our protocols all should be able to resist various attacks, such as disturbance attack, Trojan horse attack, intercept-resend attack and entanglement measure attack. Moreover, the efficiency and the information leakage of the proposed protocol are analyzed in detail.

Keywords:

作者及机构信息

1.
南昌大学物理系, 南昌 330031;

2.
南昌大学电子信息工程系, 南昌 330031

基金项目: 国家自然科学基金（批准号：10647133）、江西省青年科学家培养对象计划项目（批准号：20122BCB23002）和江西省教育厅科技项目（批准号：GJJ13057）资助的课题.

Authors and contacts

1.
Department of Physics, Nanchang University, Nanchang 330031, China;

2.
Department of Electronic Information Engineering, Nanchang University, Nanchang 330031, China

Funds: Project supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant No. 10647133), the Foundation for Young Scientists of Jiangxi Province (Jinggang Star), China (Grant No. 20122BCB23002), and the Research Foundation of the Education Department of Jiangxi Province, China (Grant No. GJJ13057).

参考文献

[1]	Beige A, Englert B G, Kurtsiefer C, Weinfurtet H 2002 J. Phys. A: Math. Gen. 35 407
[2]	Boström K, Felbinger T 2002 Phys. Rev. Lett. 89 1879021
[3]	Wojcik A 2003 Phys. Rev. Lett. 90 157901
[4]	Cai Q Y 2003 Phys. Rev. Lett. 91 109801
[5]	Cai Q Y, Li B W 2004 Phys. Rev. A 69 054301
[6]	Deng F G, Long G L, Liu X S 2003 Phys. Rev. A 68 423171
[7]	Zhou N R, Huang P, Liu Y, Gong L H 2008 Acta Sin. Quantum Opt. 14 388 (in Chinese) [周南润, 黄鹏, 刘晔, 龚黎华 2008 量子光学学报 14 388]
[8]	Yi X J, Nie Y Y, Zhou N R, Huang Y B, Hong Z H 2008 Int. J. Theor. Phys. 47 3401
[9]	Yi X J, Nie Y Y, Zhou N R, Hong Z H, Li S S 2008 Commun. Theor. Phys. 50 81
[10]	Chong S K, Hwang T 2011 Opt. Commun. 284 515
[11]	Yang C W, Tsai C W, Hwang T 2011 Sci. China G: Phys. Mech. Astron. 54 496
[12]	Gu B, Zhang C Y, Cheng G S, Huang Y G 2011 Sci. China G: Phys. Mech. Astron. 54 942
[13]	Huang W, Wen Q Y, Jia H Y, Qin S J, Gao F 2012 Chin. Phys. B 21 1003081
[14]	Liu D, Chen J L, Jiang W 2012 Int. J. Theor. Phys. 51 2923
[15]	Wang J, Chen H Q, Zhang Q, Tang C J 2007 Acta Phys. Sin. 56 673 (in Chinese) [王剑, 陈皇卿, 张权, 唐朝京 2007 56 673]
[16]	Wang T Y, Qin S J, Wen Q Y, Zhu F C 2008 Acta Phys. Sin. 57 7452 (in Chinese) [王天银, 秦素娟, 温巧燕, 朱甫臣 2008 57 7452]
[17]	Nguyen B A 2004 Phys. Lett. A 328 6
[18]	Ji X, Zhang S 2006 Chin. Phys. 15 1418
[19]	Wen X J, Liu Y, Zhou N R 2007 Opt. Commun. 275 278
[20]	Gao F, Guo F Z, Wen Q Y, Zhu F C 2008 Sci. China G: Phys. Mech. Astron. 51 559
[21]	Gao G 2010 Opt. Commun. 283 2283
[22]	Shi G F 2010 Opt. Commun. 283 5275
[23]	Gao G, Fang M, Wang Y, Zang D J 2011 Int. J. Theor. Phys. 50 3089
[24]	Wang H, Zhang Y Q, Hu Y P 2012 Int. J. Theor. Phys. 52 1745
[25]	Wang H, Zhang Y Q, Hu Y P, Tian Y L, Zhu Z C 2012 J. National Univ. Defense Technol. 34 10 (in Chinese) [王鹤, 张玉清, 胡予濮, 田养丽, 朱珍超 2012 国防科技大学学报 34 10]
[26]	Hwang W Y 2003 Phys. Rev. Lett. 91 057901
[27]	Yang J, Wang C, Zhang R 2010 Chin. Phys. B 19 110306
[28]	Li C Y, Zhou H Y, Wang Y, Deng F G 2005 Chin. Phys. Lett. 22 1049
[29]	Cai Q Y, Li B W 2004 Chin. Phys. Lett. 21 601

施引文献

[1]	Beige A, Englert B G, Kurtsiefer C, Weinfurtet H 2002 J. Phys. A: Math. Gen. 35 407
[2]	Boström K, Felbinger T 2002 Phys. Rev. Lett. 89 1879021
[3]	Wojcik A 2003 Phys. Rev. Lett. 90 157901
[4]	Cai Q Y 2003 Phys. Rev. Lett. 91 109801
[5]	Cai Q Y, Li B W 2004 Phys. Rev. A 69 054301
[6]	Deng F G, Long G L, Liu X S 2003 Phys. Rev. A 68 423171
[7]	Zhou N R, Huang P, Liu Y, Gong L H 2008 Acta Sin. Quantum Opt. 14 388 (in Chinese) [周南润, 黄鹏, 刘晔, 龚黎华 2008 量子光学学报 14 388]
[8]	Yi X J, Nie Y Y, Zhou N R, Huang Y B, Hong Z H 2008 Int. J. Theor. Phys. 47 3401
[9]	Yi X J, Nie Y Y, Zhou N R, Hong Z H, Li S S 2008 Commun. Theor. Phys. 50 81
[10]	Chong S K, Hwang T 2011 Opt. Commun. 284 515
[11]	Yang C W, Tsai C W, Hwang T 2011 Sci. China G: Phys. Mech. Astron. 54 496
[12]	Gu B, Zhang C Y, Cheng G S, Huang Y G 2011 Sci. China G: Phys. Mech. Astron. 54 942
[13]	Huang W, Wen Q Y, Jia H Y, Qin S J, Gao F 2012 Chin. Phys. B 21 1003081
[14]	Liu D, Chen J L, Jiang W 2012 Int. J. Theor. Phys. 51 2923
[15]	Wang J, Chen H Q, Zhang Q, Tang C J 2007 Acta Phys. Sin. 56 673 (in Chinese) [王剑, 陈皇卿, 张权, 唐朝京 2007 56 673]
[16]	Wang T Y, Qin S J, Wen Q Y, Zhu F C 2008 Acta Phys. Sin. 57 7452 (in Chinese) [王天银, 秦素娟, 温巧燕, 朱甫臣 2008 57 7452]
[17]	Nguyen B A 2004 Phys. Lett. A 328 6
[18]	Ji X, Zhang S 2006 Chin. Phys. 15 1418
[19]	Wen X J, Liu Y, Zhou N R 2007 Opt. Commun. 275 278
[20]	Gao F, Guo F Z, Wen Q Y, Zhu F C 2008 Sci. China G: Phys. Mech. Astron. 51 559
[21]	Gao G 2010 Opt. Commun. 283 2283
[22]	Shi G F 2010 Opt. Commun. 283 5275
[23]	Gao G, Fang M, Wang Y, Zang D J 2011 Int. J. Theor. Phys. 50 3089
[24]	Wang H, Zhang Y Q, Hu Y P 2012 Int. J. Theor. Phys. 52 1745
[25]	Wang H, Zhang Y Q, Hu Y P, Tian Y L, Zhu Z C 2012 J. National Univ. Defense Technol. 34 10 (in Chinese) [王鹤, 张玉清, 胡予濮, 田养丽, 朱珍超 2012 国防科技大学学报 34 10]
[26]	Hwang W Y 2003 Phys. Rev. Lett. 91 057901
[27]	Yang J, Wang C, Zhang R 2010 Chin. Phys. B 19 110306
[28]	Li C Y, Zhou H Y, Wang Y, Deng F G 2005 Chin. Phys. Lett. 22 1049
[29]	Cai Q Y, Li B W 2004 Chin. Phys. Lett. 21 601

[1]	黄天龙, 吴永政, 倪明, 汪士, 叶永金. 量子噪声对Shor算法的影响. , 2024, 73(5): 050301. doi: 10.7498/aps.73.20231414
[2]	白健男, 韩嵩, 陈建弟, 韩海燕, 严冬. 超级里德伯原子间的稳态关联集体激发与量子纠缠. , 2023, 72(12): 124202. doi: 10.7498/aps.72.20222030
[3]	周贤韬, 江英华, 郭晓军, 彭展. 带双向身份认证的基于单光子和Bell态混合的量子安全直接通信方案. , 2023, 72(13): 130302. doi: 10.7498/aps.72.20221972
[4]	周贤韬, 江英华. 带身份认证的量子安全直接通信方案. , 2023, 72(2): 020302. doi: 10.7498/aps.72.20221684
[5]	周宗权. 量子存储式量子计算机与无噪声光子回波. , 2022, 71(7): 070305. doi: 10.7498/aps.71.20212245
[6]	韩昊轩, 张国峰, 张雪, 梁恬恬, 应利良, 王永良, 彭炜, 王镇. 低噪声超导量子干涉器件磁强计设计与制备. , 2019, 68(13): 138501. doi: 10.7498/aps.68.20190483
[7]	任志红, 李岩, 李艳娜, 李卫东. 基于量子Fisher信息的量子计量进展. , 2019, 68(4): 040601. doi: 10.7498/aps.68.20181965
[8]	刘志昊, 陈汉武. 基于Bell态粒子和单光子混合的量子安全直接通信方案的信息泄露问题. , 2017, 66(13): 130304. doi: 10.7498/aps.66.130304
[9]	何江涛, 何文奇, 廖美华, 卢大江, 彭翔. 一种基于双光束干涉和非线性相关的身份认证方法. , 2017, 66(4): 044202. doi: 10.7498/aps.66.044202
[10]	周洋, 郭健宏. 双量子点结构中Majorana费米子的噪声特性. , 2015, 64(16): 167302. doi: 10.7498/aps.64.167302
[11]	潘雪梅, 孟祥锋, 杨修伦, 王玉荣, 彭翔, 何文奇, 董国艳, 陈红艺. 基于复振幅场信息复用和RSA算法的非对称多幅图像认证方法. , 2015, 64(11): 110701. doi: 10.7498/aps.64.110701
[12]	张沛, 周小清, 李智伟. 基于量子隐形传态的无线通信网络身份认证方案. , 2014, 63(13): 130301. doi: 10.7498/aps.63.130301
[13]	刘红梅, 杨春花, 刘鑫, 张建奇, 石云龙. 量子点红外探测器的噪声表征. , 2013, 62(21): 218501. doi: 10.7498/aps.62.218501
[14]	何文奇, 彭翔, 孟祥锋, 刘晓利. 一种基于双光束干涉的分级身份认证方法. , 2013, 62(6): 064205. doi: 10.7498/aps.62.064205
[15]	施振刚, 文伟, 谌雄文, 向少华, 宋克慧. 双量子点电荷比特的散粒噪声谱. , 2010, 59(5): 2971-2975. doi: 10.7498/aps.59.2971
[16]	王郁武, 詹佑邦. 零知识证明的量子身份认证协议. , 2009, 58(11): 7668-7671. doi: 10.7498/aps.58.7668
[17]	孙莹, 杜建忠, 秦素娟, 温巧燕, 朱甫臣. 具有双向认证功能的量子秘密共享方案. , 2008, 57(8): 4689-4694. doi: 10.7498/aps.57.4689
[18]	杨宇光, 温巧燕, 朱甫臣. 一种网络多用户量子认证和密钥分配理论方案. , 2005, 54(9): 3995-3999. doi: 10.7498/aps.54.3995
[19]	陈小余. 单模费米热噪声信道量子容量的估计. , 2001, 50(7): 1217-1220. doi: 10.7498/aps.50.1217
[20]	黎永清, 王育竹. 利用光子相关性降低量子噪声. , 1989, 38(3): 476-480. doi: 10.7498/aps.38.476

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