基于四粒子团簇态的量子安全直接通信协议仿真

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Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆｑｕａｎｔｕｍｓｅｃｕｒｅｄｉｒｅｃｔｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ
ｐｒｏｔｏｃｏｌｂａｓｅｄｏｎｆｏｕｒ — ｑｕｂｉｔｃｌｕｓｔｅｒｓｔａｔｅ
李先忠，何国田，张欣
（１．重庆师范大学计算机与信息科学学院，重庆４０１３３１；２．中国科学院重庆绿色智能技术研究院，重庆４０１１２２）
摘要：随着量子通信在近年来的不断发展，量子安全直接通信成为了量子通信的一大重要分支。但目前的实
第３０卷第１２期２０１３年１２月
计算机应用研究
ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎＲｅｓｅａｒｃｈｏｆＣｏｍｐｕｔｅｒｓ
Ｖｏ１．３０Ｎｏ．１２Ｄｅｃ．２０１３
基于四粒子团簇态的量子安全直接通信协议仿真术
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｗｉｔｈｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｉｆｑｕａｎｔｕｍｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ，ｑｕａｎｔｕｍｓｅｃｕｒｅｄｉｒｅｃｔｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｈａｓｂｅｃｏｍｅａｖｅｒｙｉｍｐｏｒ —
ＬＩＸｉａｎ — ｚｈｏｎｇ，ＨＥＧｕｏ — ｔｉａｎｌ Ⅲ ２ＺＨＡＮＧＸｉｎ
，
（１．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＣｏｍｐｕｔｅｒ＆ＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＳｃｉｅｎｃｅ，ＣｈｏｎｇｑｉｎｇＮｏｒｍａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ４０１３３１，Ｃｈｉｎａ；２．ＣｈｏｎｇｑｉｎｇＩｎｓｔｉｔｕｔｅｆＧｏｒｅｅｎ＆ＩｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｆＳｏｃｉｅｎｃｅｓ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ４０１１２２，Ｃｈｉｎａ）
关键词：量子态；量子通信；量子安全直接通信；仿真中图分类号：ＴＰ３９１．９；ＴＰ３９３文献标志码：Ａ文章编号：１００１ — ３６９５（２０１３）１２ — ３７０５ — ０３
ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１ — ３６９５．２０１３．１２．０４８
实现了发送方和接收方之间的有效安全通信。仿真结果体现了量子通信的高效性和绝对安全性。实验结果与
理论结果相吻合，进一步验证了பைடு நூலகம்议是安全、正确的，也证明了用计算机对量子计算进行仿真的可行性。
验设备很难满足量子通信实验。导致通信协议的正确性和安全性无法得到验证。针对这一问题，提出了一种协议仿真算法。在ＭｉｃｒｏｓｏｆｔＶｉｓｕａｌＣ＋＋６．０平台上利用Ｃ＋＋语言编写了量子安全直接通信协议的仿真程序，最终
ｒａｎｔｂｒａｎｃｈｏｆｑｕａｎｔｕｍｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ．Ｂｕｔｔｈｅｃｕｒｒｅｎｔｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｅｑｕｉｐｍｅｎｔｉｓｄｉｆｆｉｃｕｌｔｔｏｍｅｅｔｔｈｅｑｕａｎｔｕｍｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ，ｗｈｉｃｈｌｅａｄｓｔｏｃｏｒｒｅｃｔｎｅｓｓａｎｄｓａｆｅｔｙｏｆｔｈｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｐｒｏｔｏｃｏｌｃａｎｎｏｔｂｅｖｅｒｉｉｅｆｄ．Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｓｏｌｖｅｔｈｉｓｐｒｏｂ— ｌｅｍ．ｔｈｉｓｐａｐｅｒｐｒｏｐｏｓｅｄａｐｒｏｔｏｃｏｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎａｌｇｏｒｉｔｈｍ．ＩｎＭｉｃｒｏｓｏｔｆＶｉｓｕａｌＣ＋＋６．０ｐｌａｔｆｏｒｍｕｓｉｎｇＣ＋＋ｌａｎｇｕａｇｅｔｏｗｒｉｔｅｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｐｒｏｇｒａｍｏｆｑｕａｎｔｕｍｓｅｃｕｒｅｄｉｒｅｃｔｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｐｒｏｔｏｃｏｌ，ｆｉｎａｌｌｙａｃｈｉｅｖｅｄｅｆｆｅｃｔｉｖｅａｎｄｓａｆｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｂｅ — ｔｗｅｅｎｓｅｎｄｅｒａｎｄｒｅｃｅｉｖｅｒ．Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｒｅｌｅｆｃｔｓｔｈｅｈｉｇｈｅｉｃｆｉｅｎｃｙａｎｄａｂｓｏｌｕｔｅｓｅｃｕｒｉｔｙｆｅａｔｕｒｅｓｏｆｑｕａｎｔｕｍｃｏｍｍｕｎｉｅａ — ｔｉｏｎ，ｉｎａｄｄｉｔｉｏｎ，ｃｏｎｓｉｓｔｅｎｔｗｉｔｈｔｈｅｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｒｅｓｕｌｔｓｆｕｒｔｈｅｒｖｅｒｉｆｙｔｈｅｃｏｒｒｅｃｔｎｅｓｓｏｆｔｈｅｐｒｏｐｏｓｅｄａ￣ｅｅｍｅｎｔ，ａｌｓｏｐｒｏｖｅｓｔｈｅｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙｏｆｑｕａｎｔｕｍｃｏｍｐｕｔｉｎｇｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｗｉｔｈｃｏｍｐｕｔｅｒｓ．

量子通信协议设计(彭家寅著)思维导图

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基于四粒子团簇态的量子安全直接通信协议仿真

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