利用GHZ态和纠缠交换的量子安全直接通讯

在一个物理通道中实现量子安全通讯无疑是近来量子力学发展的最具前景的方向之一。利用物理学原理而不是数学复杂性，在不安全信道中的绝对安全通讯可以由Vernam的一次性便签方案得到保障，这就是著名的量子密码术。Bennett—Brassard在1984年的开创性工作（BB84方案）展示了如何利用量子资源来实现密码术的目的，传统上，该问题被称为量子密钥分配（QKD）。随后，大量的量子密钥分配方案被提了出来，尽管它们的过程各不一样，但都实现了如下目标：信息发送者和接收者建立一套共享密钥，然后根据一次性便签方案利用其进行加密和解密，从而实现绝对安全的通讯。最近，一种新的量子密码术的概念——量子安全直接通讯，被提了出来。该方案允许用户直接交换秘密信息而不需要事先建立一套共享密钥去加密该信息。这些方案大都是单向的，即秘密信息只能从一个用户传到另一个用户。在该工作中，我们利用GHZ态和纠缠交换实现一个三体同时直接通讯方案，三个用户可以同时在一套装置中互相交换信息。该方案的优点是粒子只需要在信道中传送一次，而用户间信息的交换却是同时的。