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摘要：在本论文中，我们提出基于双光子两个自由度上的高维超纠缠态的量子密钥分配方案。以双光子两个自由度上的三维超纠缠态为出发点，通过对单光子两个自由度上的基矢测量，详细描述了基于双光子两个自由度上的四维超纠缠态的量子密钥分配方案，并对量子密钥分配方案进行安全性分析。该量子密钥分配方案可以推广到双光子两个自由度上的任意高维超纠缠态的情况。54220
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毕业论文关键词：双光子，超纠缠态，量子密钥分配，安全性分析
Abstract: In this paper, we proposed a quantum key distribution scheme based on two-photon high dimension hyper-entangled states in two degrees of freedom. We began with two-photon three-dimensional hyper-entangled state in two degrees of freedom, through a single-photon base vector measurement in two degrees of freedom, detailed description the quantum key distribution scheme based on two-photon four-dimensional hyper-entangled states in two degrees of freedom, and discussed security analysis for the quantum key distribution scheme. This quantum key distribution scheme can be generalized to two-photon arbitrary high-dimensional two-freedom hyper-entangled states.
Key words: two-photon, hyper-entangled state, quantum key distribution, security analysis
目录
1绪论..4
1.1经典密码学4
1.2量子密码学5
1.3量子密钥分配的物理安全性.6
1.4本论文的工作.7
2量子密钥分配协议简介.8
2.1第一个量子密钥分配协议——BB84协议8
2.2B92协议..8
2.3E91协议..9
3基于双光子高维超纠缠态的量子密钥分配方案.10
3.1双光子三维超纠缠态11
3.2双光子四维超纠缠态12
3.3双光子四维超纠缠态的量子密钥分配过程14
3.4安全性分析..15
3.5双光子任意高维最大纠缠态16
总结18
参考文献..19
致谢20
1 绪论 密码学是在人们获取、处理、控制、传递和利用各类信息的过程中为了防止信息被窃听而逐渐产生和发展起来的。上个世纪40年代由 C.E.Shannon 发表的著名论文《通信的数学理论》让密码学成为数学信息理论的一个组成部分，形成密码学的理论体系。面对高度信息化的时代，特别是计算机运算能力的飞速发展，使得其对密码的安全性的要求也越来越高。目前常用的经典密码通信，以及众多电脑软件的数字签名都是基于 RonRrivest、Adi Shamir和 Leonard Adleman 在1978年提出的RSA 公钥密码通信协议[1]。而 RSA协议的基础是大数因子分解问题，由于上世纪 90 年代针对大数因子分解问题而提出的 Shor 算法[2]和Grover算法[3]，直接威胁到传统的经典密码术，为了应对量子算法的攻击，量子密码学应运而生。
1.1 经典密码学 所谓经典密码学，就是在密码生成及密钥传输和保存过程中，不涉及量子力学的基本理论的密码学。保密通信就是使通信双方互相交流信息而不会被非法第三者窃取和破环信息的内容[4]，加密就是将明文m 用加密算法Ck 进行数据变换,从而得到密文 （1.1） 密文S 通过信道被发送给合法的接收者，接收者通过解密算法 进行解密就可以恢复出原文m: