基于自对偶量子低密度校验码的量子对话协议

刘芬，贺振兴，徐鹏翱，马鸿洋

基于自对偶量子低密度校验码的量子对话协议

刘芬1，贺振兴2，徐鹏翱1，马鸿洋2

（1. 青岛理工大学信息与控制工程学院，山东 青岛 266033；2. 青岛理工大学理学院，山东 青岛 266033）

在量子信道中，粒子在传输过程中通常会受到噪声的影响，提出基于自对偶量子低密度校验码的量子对话协议来抵抗噪声攻击，使用B构造法和U构造法相结合的方法来构造自对偶量子低密度奇偶校验矩阵。所提量子对话协议能够抵抗常见的外部攻击，且不存在信息泄露，提高了编码和译码的效率。从纠错的角度研究所提量子对话协议的安全性，安全分析表明，该协议具有足够的安全性，能够有效抵御常见的恶意攻击。

量子低密度码；量子对话；自对偶

1 引言

量子密钥分发（QKD，quantum key distribution）利用量子物理定律保证了信息传输的安全性，在理论上已被证明是无条件安全的。QKD允许两个远程用户通过量子信道和公共经典信道生成共享密钥。第一种无条件安全QKD协议由Bennett和Brassard[1]于1984年提出（简称BB84协议）。随后，两种量子直接通信协议被提出，即确定性安全量子通信（DSQC，deterministic secure quantum communication）协议[2-4]和量子安全直接通信（QSDC，quantum secure direct communication）协议[5-10]。这两种量子通信协议可以在不创建共享密钥的情况下实现信息的直接传输，提高了系统的实时性。对于DSQC协议，信息可以直接从发送方传输到接收方，而不需要预先生成共享密钥，接收方只能在传输额外的经典信息后提取信息。然而，QSDC协议可以实现信息的直接传输，而不需要交换经典信息。……