容错盲量子计算与安全多方量子信息查询

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量子计算机的算力远超经典计算机,近年来随着量子技术的不断突破,量子计算机的研发成功有可能实现,这使得量子计算的应用成为一个新的研究方向。盲量子计算(Blind quantum computation,BQC)是指拥有有限量子技术的客户端将计算任务委托给一个拥有成熟量子计算机的服务器,保证服务器不能得到关于计算的任何信息。本文探讨了可容错的盲量子计算协议,并且基于盲量子计算的应用提出了一个安全多方量子私有信息查询协议。1)本文提出一个容错盲量子计算协议,协议解决了极化信道中量子资源态在传输过程中的粒子损失问题。协议利用7比特的Calderbank-Shor-Steane(CSS)码编码Greenberger-Horne-Zeilinger(GHZ)态获得逻辑GHZ态,用于抵抗极化信道中的量子噪声。客户端作单量子比特Pauli-X和Pauli-Z测量后,客户端和服务器分别得到量子隐形传态的媒介——Bell态的一个量子比特,再利用量子隐形传态传输盲量子计算所需的资源态粒子,之后执行仅Alice测量的盲量子计算协议。证明了协议中量子计算的盲性和正确性。2)目前大多数已经提出的量子隐私查询仅基于量子密钥分发,本文提出了一个基于盲量子计算的安全多方量子私有信息查询协议,协议使得多方私有的量子信息在量子云计算环境下变得安全可靠。安全多方量子私有信息查询是多用户在不泄露各自私有量子信息的情况下,协同合作查询量子数据库。协议将盲量子计算应用于安全多方量子隐私查询,保证了多用户量子信息的私密性和查询量子信息的可靠性。
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