一种新的利用不可扩展乘积基和严格纠缠基的量子密钥分配方案.pdf

第54卷第12期2005年12月 物理学报 ACTAPHYSICASINICA 1000-329012005／54(12)／5549．05 @2005 一种新的利用不可扩展乘积基和严格 纠缠基的量子密钥分配方案* 杨宇光1’+ 温巧燕1’ 朱甫臣2’ 1)(北京邮电大学理学院，北京100876) 2)(现代通信国家级重点实验室，成都610041) (2005年2月6日收到；2005年6月30Et收到修改稿) Hilbea空间的不可扩展乘积基和严格纠缠基的量子密钥分配方案．对窃听者的窃听 提出了一种新的利用303 成功概率进行了分析．该方案具有许多诸如容量大以及效率高等独特的特点． 关键词：量子密钥分配，不可扩展乘积基，严格纠缠基，正交完备基 PACC：0365，4230 没有纠缠的非局域性．人们已经实现了三个相互正 1．引 言 交极化态的实验演示“2，其中两光子被用作多态系 统．文献[13]建议了一种利用正交乘积态的量子密 自从Bennett和Brassard…在1984年提出第一个钥分配方案． 利用量子力学分发密钥的量子密钥分配协议 2．3 3 o (BB84)以来，人们已提出了大量的量子密钥分配协 协议 议汜“】．对量子密钥分配实验的研究也迅速发展，例 如，BB84协议和B92协议的光纤实验已达到为便于提出量子密钥分配协议，先描述几个概 48km”1，在自由空间中的B92协议的实验已超过 1km¨1．文献[9]首次提出了一种基于正交态的量子 密码协议．这些方案的基本技术是把1个比特的信 空间日的不可扩展乘积基(UPB)是一个PBS，S张 息分成两步传送以确保每次仅有部分的信息被传 起Ⅳ的子空间风，补空间H一风不包括乘积态． 送．正交态的不可克隆定理“叫保证了方案的安全 定义¨41 多方量子系统H=@墨，H。，各方的维 性．所谓正交态的不可克隆定理，是指由A和口组 度分别为d。，日的总维度是 吖 成系统的两个(或多个)正交态P。(A曰)不能被克隆， d。． Ⅳ=II 条件是首先获得的(比如A)子系统的约化密度矩阵 t=L ID。(A)=Tr“B(AB)]非正交且不相同，且第二个子 系统的约化密度矩阵是非正交的．在两个子系统组 成复合系统的情况下，如果子系统仅仅是一个接一 缠基(EB)T={f 个地被接收，那么存在多种正交态不能被克隆的 空间日，(坼不包括任何分离的纯态)被称作纠缠空 ’ 情况． UPB UT= 对于多态系统，BenneR等¨”已经表明存在303S={l妒。)，…，l妒。。)}，使得B=S Hilbea空间的正交乘积纯态且证明这些态可能具有