1、信息論乃二十世紀中期的重大發(fā)現(xiàn)，該理論奠定了現(xiàn)代通信業(yè)的基礎。量子力學為二十世紀最偉大發(fā)現(xiàn)，該理論導致了動力學以及認識論上的巨大變革，自然也導致了信息論的重大突破，即量子信息論的誕生。量子信息論有著經(jīng)典信息論所完全沒有的性質，其中包括絕對安全保密通信(量子密鑰分配)和量子計算。量子計算對通用經(jīng)典安全通信體系中的公鑰有著顛覆性的打擊，而量子保密通信又是上帝派來的天使提供連量子計算也無法破解的絕對安全通信。 量子保密通信提出于198

2、4年，截至目前單比特類協(xié)議(BB84類協(xié)議)的安全性理論已變得非常完善，對其實驗研究也已非常成熟，目前正處于向工程化過度階段，然而對非單比特類協(xié)議的安全性研究還很初步。本人所作的工作重點為安全性理論研究以及網(wǎng)絡架構，而所發(fā)表文章則以非單比特類協(xié)議的絕對安全性證明為主。 經(jīng)過20多年的發(fā)展，量子密鑰分配安全性方面遺留的重大問題為連續(xù)變量協(xié)議和差分相位類協(xié)議的絕對安全性以及無窮維系統(tǒng)的有效處理。本人對這三大問題作了一系列研究。

3、 連續(xù)變量協(xié)議一直被認為是可以實現(xiàn)高速密鑰通信的方案，然而本人的計算卻顯示連續(xù)變量協(xié)議會因經(jīng)典計算機無法接受的計算復雜度而難以實現(xiàn)高速通信，本人證明了在無后選擇的情況下連續(xù)變量所需的最小計算復雜度將會隨傳輸距離而指數(shù)上升，故而在長距離密鑰傳輸時將毫無優(yōu)勢。 二進制反向調諧的連續(xù)變量協(xié)議的安全性證明為量子密碼安全性領域公開性難題之一，我們首次給出了該方案對抗collective攻擊的安全性證明，并給出了其密鑰量的下限，在該證明中

4、我們已經(jīng)考慮了具體的密鑰提取方案、信息公布和任意信道噪聲。 差分相位協(xié)議是真正由工程師所設計出的具有極大高速密鑰分配潛能的協(xié)議，然而其協(xié)議的真實物理描述極為復雜，安全性證明也一直是公開性世界難題。我們證明了該協(xié)議在無誤碼的情況下是絕對安全的，而證明中僅有的假設是量子力學的正確性和儀器的可靠性。我們的結果表示當碼長為無窮時差分相位協(xié)議的最小密鑰量將正比于信道傳輸因子。 在實際的量子密鑰分配系統(tǒng)中，通信雙方各從信道中得到量子

5、態(tài)然后對其進行測量，通信雙方無法得知所接受態(tài)的實際維度，然而當我們討論安全性時，具體的系統(tǒng)維度又變得極為重要，原因是現(xiàn)有安全性證明的基本定理deFinetti定理嚴格依賴于系統(tǒng)維度，我們通過引入有限維系統(tǒng)近似的方法來嚴格解決了該問題，我們證明了當通信雙方的測量結果所對應的POVM能在有限維空間中被很好的近似，那么該系統(tǒng)的量子態(tài)就可以被一個有限維系統(tǒng)的來近似，進而其安全性也可以由該有限維系統(tǒng)的來近似，繼而無窮維系統(tǒng)或維度未知系統(tǒng)的安全性就