量子力学中的“海森堡测不准原理”以及“单量子不可克隆原理”是量子密码技 术安全性和可检测性的根本保证。量子密码技术具有对信道窃听行为的可检测性和无 条件安全性。无条件安全性是指量子密码即使在第三方拥有无限的计算资源条件下仍 然不能被破译。可检测性是指通信信道受到干扰时，可以同步检测出这种干扰的存在。 随着量子通信技术以及量子计算机研究的不断发展，绝对安全的量子密码技术显得尤 为重要。本文在重点调研量子密钥分配及其研究进展的基础上，给出一个基于一个特 殊六光子纠缠态的量子密钥分配方案。文献综述

2 量子密码方案

美国科学家威斯纳首次提出“量子钞票”的概念，可以利用单量子态制造不可伪 造的“量子钞票”，开创了量子密码的先河。1984 年著名的量子密钥分配协议——BB84 方案被贝内特（Charles H。 Bennett）和布拉萨德（Gilles Brassard）提出，由此开创了 量子密码方案的新时代。

2。1 量子密码的基本知识

比特(bit)这一概念是在经典计算和经典信息提出，经典计算机以二进制为基础，

只有两种状态。而量子计算和量子信息中用的是量子比特—quantum bit 或 qubit 。量 子比特是处于|0>和|1>的叠加态。记号“ ”称为 Dirac 符号，在量子力学中表示状 态。量子纠缠是存在于两个或多体系统之间非定域、非经典的强关联。量子纠缠的制 备方案很多，典型的制备方案是使用非线性晶体，通过自发参量下转换过程来制备纠 缠的光子对。如下公式（1）表示了两粒子的偏振纠缠态：

其中 H 和 V 分别代表两个粒子的水平偏振态和垂直偏振态。量子纠缠在量子计 算和量子通信的研究中都有非常重要的作用。

2。2 量子密码方案的理论基础

作为量子信息时代之盾，量子密码学用量子态作为传送信息加密和解密的密钥。 量子力学是量子密码安全性的基本保证，量子密码的理论基础是“海森堡(Heisenberg) 测不准原理”和“单量子不可复制定理”[1]。

2。2。1 海森堡(Heisenberg)测不准原理

海森堡测不准原理是由德国物理学家海森堡在 1927 年提出的，它是量子力学的 产物。以下我们将通过公式（2）来解释这一原理。我们将 C 和 D 设为两个可观测量， 算符[C,D]=CD-DC，Heisenberg 测不准原理可用公式（2）表示：

Heisenberg 测不准原理的解释为：如果我们制备大量具有相同状态的量子系统， 对其中一部分系统测量力学量 C ，对另一部分系统测量力学量 D，那么测量 C 的结 果的标准偏差与测量 D 的结果的标准偏差将满足公式（2）。若力学量 C 和 D 不对易， 即[C, D] 0 ，那么存在不等式 (C)(D) 0 ，也就是说或者 (C) 0 ，或者 (D) 0 ， 也就不可能同时准确测量 C 和 D[2]。

2。2。2 单量子不可克隆原理

“单量子不可克隆原理”（也称“单量子不可复制定理”）是“海森堡测不准原理” 的一个推论，是在 1982 年由 Wootters，Zurek 和 Dieks 提出的。单量子不可克隆定理 指出量子力学中，对任意一个未知的量子状态进行复制使之与原有的状态完全一致是 不可能的。其原因在于，要复制单量子就必须测量它，而一旦测量，原有的量子态将

发生变化。来*自~优|尔^论:文+网www.youerw.com +QQ752018766*

2。3 量子密钥的分配协议

2。3。1    BB84 协议