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內(nèi)容簡(jiǎn)介

　　內(nèi)容簡(jiǎn)介信息安全是推動(dòng)信息化發(fā)展的前提條件，密碼系統(tǒng)是信息安全的基礎(chǔ)。傳統(tǒng)基于復(fù)雜計(jì)算的經(jīng)典密碼算法在后摩爾時(shí)代的量子計(jì)算等超強(qiáng)新技術(shù)下被破解變得更加容易，甚至“不堪一擊”。而量子隱形傳態(tài)利用量子不可分割、狀態(tài)不可克隆、探測(cè)瞬間坍塌的特性，依據(jù)量子相干疊加和量子糾纏等理論。對(duì)量子態(tài)進(jìn)行測(cè)量，計(jì)算粒子坍塌態(tài)，并通過(guò)幺正變換等操作來(lái)重建未知量子態(tài)信息，保證了信息傳輸?shù)慕^對(duì)安全，在大尺度量子計(jì)算、遠(yuǎn)距離量子通信和量子計(jì)算網(wǎng)絡(luò)中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，已成為世界各國(guó)學(xué)術(shù)、軍事和信息技術(shù)行業(yè)研究的熱點(diǎn)。本書針對(duì)噪聲下量子退相干的不斷增長(zhǎng)，光子的多自由度特性在量子物理體系中呈現(xiàn)出的非定域、非經(jīng)典的強(qiáng)關(guān)聯(lián)性，動(dòng)搖了量子隱形傳態(tài)協(xié)議中的單一自由度獨(dú)立性假設(shè)，導(dǎo)致現(xiàn)有量子隱形傳態(tài)信道難以在有限資源與糾纏死亡的矛盾下提供令系統(tǒng)滿意服務(wù)的痛點(diǎn)問(wèn)題，從而提出更加接近實(shí)際環(huán)境的魯棒量子隱形傳態(tài)協(xié)議，研究了高保真糾纏量子隱形傳態(tài)信道框架構(gòu)建，并在不同信道中執(zhí)行Bell態(tài)和任意態(tài)的量子信息分離，提出免疫噪聲的多自由度量子隱形傳態(tài)協(xié)議，并實(shí)現(xiàn)了噪聲下容錯(cuò)量子隱形傳態(tài)協(xié)議的應(yīng)用。本書圍繞噪聲下的量子隱形傳態(tài)關(guān)鍵問(wèn)題及其應(yīng)用展開了研究，研究成果為量子安全通信領(lǐng)域提供了新的解決思路，豐富了量子通信理論，為進(jìn)一步推動(dòng)實(shí)用化量子隱形傳態(tài)技術(shù)開辟了新的應(yīng)用領(lǐng)域。

作者簡(jiǎn)介

　　李冬芬女，博士（后），副教授，碩士生導(dǎo)師，網(wǎng)絡(luò)空間安全學(xué)科負(fù)責(zé)人，成都理工大學(xué)中青年骨干教師，中國(guó)密碼學(xué)會(huì)會(huì)員，CCF會(huì)員，美國(guó)西北大學(xué)（Northwestern University）訪問(wèn)學(xué)者，全國(guó)首屆網(wǎng)絡(luò)安全獎(jiǎng)獲得者，ACM Chengdu Chapter優(yōu)秀博士論文獲得者。ACMChengdu Chapter新星獎(jiǎng)獲得者。主要從事信息安全、移動(dòng)互聯(lián)安全、量子密碼通信等方面的研究。發(fā)表SCI學(xué)術(shù)論文30余篇，申請(qǐng)發(fā)明專利10余項(xiàng)，出版“十三五”國(guó)家重點(diǎn)圖書兩部，主持國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目和青年項(xiàng)目、中國(guó)博士后基金項(xiàng)目、四川省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目、四川省科技計(jì)劃項(xiàng)目、廣東省信息安全重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放項(xiàng)目等。指導(dǎo)學(xué)生獲得了30余項(xiàng)重量和省部級(jí)競(jìng)賽的獎(jiǎng)項(xiàng)，包括“全國(guó)大學(xué)生信息安全競(jìng)賽”全國(guó)一等獎(jiǎng)和地區(qū)特等獎(jiǎng)等。

圖書目錄

目錄
第1章概述1
1．1研究背景與意義(2)
1．2相關(guān)研究動(dòng)態(tài)分析4
1．2．1量子糾纏演化與免疫噪聲模型相關(guān)研究(4)
1．2．2量子信道容量與編碼相關(guān)研究(5)
1．2．3量子信息分離相關(guān)研究(6)
1．2．4量子隱形傳態(tài)協(xié)議相關(guān)研究(7)
1．3挑戰(zhàn)性科學(xué)問(wèn)題(8)
1．3．1量子信道中量子態(tài)退相干及“糾纏死亡”問(wèn)題的刻畫(8)
1．3．2考慮噪聲信道下多自由度需求強(qiáng)度的信道容量理論(9)
1．3．3解決不同信道中基于Bell態(tài)和任意態(tài)的量子信息分離(9)
1．3．4解決量子隱形傳態(tài)中基于多自由度的傳輸機(jī)制(9)
1．4研究?jī)?nèi)容與創(chuàng)新點(diǎn)(10)
1．4．1研究思路(10)
1．4．2研究?jī)?nèi)容(11)
1．4．3創(chuàng)新點(diǎn)(13)
1．5本書的組織結(jié)構(gòu)(14)
第2章理論基礎(chǔ)(15)
2．1數(shù)學(xué)基礎(chǔ)(15)
2．1．1線性代數(shù)和矢量空間(15)
2．1．2矢量相關(guān)運(yùn)算(16)
2．1．3算子及相關(guān)概念18
2．2常用邏輯門20
2．2．1單比特量子門21
2．2．2多比特量子門22
2．3量子力學(xué)基本原理(24
2．3．1不確定性原理24
2．3．2態(tài)疊加原理24
2．3．3量于不可克隆定理25
2．4密度矩陣25
2．5量子糾纏與糾纏交換26
2．5．1量子糾纏27
2．5．2混合態(tài)糾纏定義27
2．5．3多體量子態(tài)糾纏定義28
2．5．4糾纏交換28
2．6開放系統(tǒng)的量子噪聲特性29
2．6．1開放系統(tǒng)29
2．6．2測(cè)量方法30
2．6．3量子保真度(31
2．7本章小結(jié)(32
第3章高保真糾纏量子隱形傳態(tài)信道框架構(gòu)建33
3．1量子糾纏演化模型建立34
3．1．1“糾纏死亡”問(wèn)題刻畫(34
3．1．2量子退相干刻畫(43
3．1．3局域共同模式下的量子糾纏演化(50
3．2構(gòu)建免疫噪聲模型(62
3．2．1基于密度矩陣的免疫噪聲模型(62
3．2．2基于DFS的聯(lián)合噪聲免疫模型72
3，3信道容量編碼79
3，3．1量子級(jí)聯(lián)碼數(shù)學(xué)描述79
3．3．2圖態(tài)基信道容量編碼81
3．4本章小結(jié)85
第4章不同信道下Bell態(tài)和任意態(tài)的量子信息分離(87
4．1基于Bell態(tài)87
4．1．1分離過(guò)程88
4．1．2安全性分析90
4．2利用五粒子糾纏態(tài)分離任意單粒子態(tài)和兩粒子態(tài)92
4．2．1分離任意單粒子態(tài)92
4．2．2分離任意兩粒子態(tài)93
4．2．3安全性分析95
4．3利用四粒子團(tuán)簇態(tài)和兩粒子Bell態(tài)分離任意兩粒子態(tài)96
4．3．1分離過(guò)程描述96
4．3．2安全性分折98
4．3，3物理實(shí)現(xiàn)99
4．4利用四粒子團(tuán)簇態(tài)和GHZ態(tài)分離任意三粒子態(tài)105
4．4．1分離過(guò)程描述105
4．4．2安全性分析112
4．4．3物理實(shí)現(xiàn)113
4．5本章小結(jié)115
第5章免疫噪聲的可控多自由度量子隱形傳態(tài)協(xié)議(116
5．1高亮度糾纏源制備(117
5．2超糾纏Bell態(tài)測(cè)量及超密編碼(119
5．2．1超Bell態(tài)測(cè)量方法120
5．2．2 Bell態(tài)超密編碼123
5．3可控的量子隱形傳態(tài)身份認(rèn)證模型(128
5．3．1構(gòu)建可控的身份認(rèn)證模型(129
5，3．2身份認(rèn)證過(guò)程(130
5．3．3安全性分析(131
5，4魯棒量子隱形傳態(tài)協(xié)議過(guò)程131
5．4．1獨(dú)立不同噪聲中的量子隱形傳態(tài)(131
5．4．2局域共同模式下的量子隱形傳態(tài)(133
5．5免疫噪聲的多自由度量子隱形態(tài)協(xié)議效率分析(139
5．5．1保真度(140)
5．5．2平均保真度(141)
5．6本章小結(jié)(146)
第6章噪聲信道下容錯(cuò)的量子隱形傳態(tài)應(yīng)用(147)
6．1免疫噪聲的量子對(duì)話(148)
6．1．1帶身份認(rèn)證的量子對(duì)話(148)
6．1．2基于單光子的量子對(duì)話(155)
6，1．3基于糾纏態(tài)測(cè)量的量子對(duì)話(158)
6．2連續(xù)變量的量子密鑰分發(fā)(160)
6．2．1密鑰分發(fā)過(guò)程(161)
6．2．2安全性分析(162
6．3本章小結(jié)(165)
第7章總結(jié)與展望(166)
7．1本書研究工作總結(jié)(166)
7，1．1構(gòu)建了高保真糾纏量子隱形傳態(tài)信道框架(166)
7．1．2提出了不同信道中Bell態(tài)和任意態(tài)的量子信息分離方案(167)
7．1．3提出了免疫噪聲的量子隱形傳態(tài)協(xié)議(168)
7，1，4噪聲下容錯(cuò)的量子隱形傳態(tài)應(yīng)用(168)
7．2下一步研究思路(169)
參考文獻(xiàn)(170)