量子私有委托計(jì)算協(xié)議的研究與應(yīng)用
發(fā)布時(shí)間:2020-09-21 12:38
量子私有委托計(jì)算(Delegating private quantum computation,簡(jiǎn)稱 DQC)是一種類似“云”模式的,基于線路的通用盲量子計(jì)算模型。它使得量子能力有限的客戶端可通過(guò)借助不可信的量子服務(wù)器實(shí)現(xiàn)任意的量子計(jì)算,同時(shí)客戶端信息的私密性也能得到保證。近些年來(lái),DQC模型作為盲量子計(jì)算的一個(gè)重要研究方向,吸引了大量學(xué)者的關(guān)注與研究,一些基于不同離散通用量子門集合的量子DQC協(xié)議也被相繼提出,本文主要探討和研究?jī)蓚(gè)基于不同通用量子門集合的DQC協(xié)議,對(duì)DQC協(xié)議進(jìn)行研究與改進(jìn),在此基礎(chǔ)之上,探討DQC在代表性的量子密碼通信協(xié)議上的應(yīng)用。本論文主要進(jìn)行以下兩個(gè)方面的工作:(1)針對(duì)HDQC協(xié)議中Toffoli門的加密解密線路中存在的線路復(fù)雜以及信息泄露的問(wèn)題,提出了改進(jìn)方案。針對(duì)在HDQC與DQC協(xié)議中,都只側(cè)重?cái)?shù)據(jù)(也就是客戶端的輸入輸出)的安全,沒(méi)有考慮計(jì)算(也就是被客戶端委托的酉操作)本身的安全的問(wèn)題。提出了一個(gè)新的,基于兩個(gè)不同的離散通用量子門集合{H,P,CNOT,T,}與{H,P,R,CNOT}的全盲量子委托計(jì)算協(xié)議(Full-blind delegating quantum computation,簡(jiǎn)稱FDQC)。本文提出的FDQC協(xié)議解決了 HDQC中存在的信息泄露等問(wèn)題,同時(shí)兼顧了客戶端計(jì)算數(shù)據(jù)與算法的安全。(2)在基于DQC模型的研究基礎(chǔ)上,提出了兩個(gè)代表性的量子密碼通信協(xié)議:量子秘鑰協(xié)商協(xié)議與量子私有比較協(xié)議。在提出的量子秘鑰協(xié)商協(xié)議中,將客戶端所需的量子操作(酉操作、Bell測(cè)量)委托給服務(wù)器,而自身只需制備單光子{| 0,|1,| +,|-}的以及對(duì)單光子進(jìn)行排序的能力。在提出的量子私有比較協(xié)議中,兩個(gè)乃至多個(gè)參與方在量子服務(wù)器的幫助下,能夠安全地實(shí)現(xiàn)私密信息的比較。在未來(lái)數(shù)十年,由于量子設(shè)備昂貴,技術(shù)條件苛刻,量子計(jì)算機(jī)很難普及,量子能力一般的客戶端很難享受量子密碼通信服務(wù),因此借助DQC模型,為量子能力一般的客戶端提供量子密碼通信協(xié)議具有重要意義。
【學(xué)位單位】:南京信息工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位年份】:2018
【中圖分類】:O413.1;TP393.04
【部分圖文】:
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圖2.2邋Tc#o//門線路圖逡逑為控制位,只有|0為受控位。只有當(dāng)前|a>,丨6>都為|1邏輯門逡逑中,為了完成一個(gè)經(jīng)典函數(shù),需要用到一個(gè)通用的邏輯門完成某一量子運(yùn)算,一組通用的量子邏輯門集合是必須的,子態(tài)進(jìn)行特定的量子比特門和受控非門也是通用的變換,(酉算子)。當(dāng)一組量子門能夠以任意精度近似任意酉運(yùn)集合是通用的量子門集合。逡逑是通用的逡逑用在d維Hibert空間的酉矩陣是一個(gè)任意的量子計(jì)算,如
逡逑圖2.2邋Tc#o//門線路圖逡逑量子比特卜>,為控制位,只有|0為受控位。只有當(dāng)前|a>,丨6>都為|1>時(shí),信息比逡逑特才會(huì)翻轉(zhuǎn)。逡逑2.3.2通用量子邏輯門逡逑在經(jīng)典計(jì)算中,為了完成一個(gè)經(jīng)典函數(shù),需要用到一個(gè)通用的邏輯門集合;而在量逡逑子計(jì)算中,為了完成某一量子運(yùn)算,一組通用的量子邏輯門集合是必須的,而量子邏輯逡逑門可以用來(lái)對(duì)量子態(tài)進(jìn)行特定的量子比特門和受控非門也是通用的變換,從而實(shí)現(xiàn)某些逡逑特定的邏輯變換(酉算子)。當(dāng)一組量子門能夠以任意精度近似任意酉運(yùn)算,那么我們逡逑可以稱該量子門集合是通用的量子門集合。逡逑(1)兩級(jí)酉門是通用的逡逑假設(shè)一個(gè)作用在d維Hibert空間的酉矩陣是一個(gè)任意的量子計(jì)算,如果任意的酉矩逡逑陣能夠被分解成兩級(jí)酉矩陣的乘積,那么兩級(jí)酉門是通用的。假設(shè)一個(gè)3x3的矩陣,逡逑以及三個(gè)兩級(jí)酉矩陣M、[/2和£/3
本文編號(hào):2823491
【學(xué)位單位】:南京信息工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位年份】:2018
【中圖分類】:O413.1;TP393.04
【部分圖文】:
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圖2.2邋Tc#o//門線路圖逡逑為控制位,只有|0為受控位。只有當(dāng)前|a>,丨6>都為|1邏輯門逡逑中,為了完成一個(gè)經(jīng)典函數(shù),需要用到一個(gè)通用的邏輯門完成某一量子運(yùn)算,一組通用的量子邏輯門集合是必須的,子態(tài)進(jìn)行特定的量子比特門和受控非門也是通用的變換,(酉算子)。當(dāng)一組量子門能夠以任意精度近似任意酉運(yùn)集合是通用的量子門集合。逡逑是通用的逡逑用在d維Hibert空間的酉矩陣是一個(gè)任意的量子計(jì)算,如
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【參考文獻(xiàn)】
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1 劉文杰;王芳;季賽;瞿治國(guó);王小軍;;Attacks and Improvement of Quantum Sealed-Bid Auction with EPR Pairs[J];Communications in Theoretical Physics;2014年06期
本文編號(hào):2823491
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