危语嫣 高子凯 王思颖 朱雅静 李涛2)†

1) (南京理工大学理学院,南京 210094)

2) (南京理工大学,半导体微纳结构与量子信息感知工业和信息化部重点实验室,南京 210094)

量子通信是量子科学技术的一个重要研究领域,是一种利用量子力学原理,能够在合法各方之间安全地传输私密信息的通信方式.基于单光子的确定性安全量子通信通常需要在发送方和接收方之间来回两次传输单光子态,并利用局域幺正变换加载信息.本文提出了一种单向传输单光子态的确定性安全量子通信方案.发送方利用单光子的极化和time-bin 两自由度构成的两组共轭基矢量来编码经典逻辑比特.接收方通过设计合适的测量装置可以在发送方辅助下确定性地获取比特信息并感知窃听,从而实现信息的确定性安全传输.另外,我们的协议使用线性光学元件和单光子探测器,可以在当前的量子通信装置上实现.

1 引言

近年来,量子信息科学领域的研究发展已经取得了显著的成就,有望改变信息处理世界的未来[1].量子密码学也已逐渐成为量子信息最具成效、用途最广的应用之一.对于经典加密而言,原则上只要有足够强大的计算机系统,基于数学问题计算复杂度的现代密码学公钥秘密体系就可能被破译;而对于量子加密而言,任何形式的窃听都将会被合法用户检测到.因此,量子通信成为量子信息研究的一个主要内容,具有很好的应用前景.目前已有的……