量子信息中的连续小波变换_潘平

基于光纤通信的量子安全通信

本科毕业论文 题目基于光纤通信的量子安全通信专业 作者姓名 学号 单位

指导教师 2017 年 5 月 原创性声明 本人郑重声明：所提交的学位论文是本人在导师指导下，独立进行研究取得的成果。除文中已经引用的内容外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得聊城大学或其他教育机构的学位证书而使用过的材料。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均在文中以明确的方式表明。本人承担本声明的相应责任。

学位论文作者签名：日期：指导教师签名:日期：

目录 摘要 Abstract 第1章绪论 (4) 1.1选题背景 (4) 1.2国内外研究现状 (5) 第2章量子密码学的物理基础 (6) 2.1量子态叠加原理 (6) 2.2量子相干性 (6) 2.3测不准原理 (7) 2.4量子不可克隆定理 (7) 2.5量子纠缠性 (7) 第3章连续变量量子密码通信基础 (7) 3.1连续变量量子密钥分发光路 (8) 3.2分光电路实验过程 (9) 第4章高斯调制 (9) 4.1高斯态制备 (9) 4.2信号测量 (10) 4.2.1平衡零差检测 (10) 4.2.2平衡外差检测 (10) 结论 (10) 参考文献 (11)

摘要 随着信息手段在人类生产、生活当中得到广泛使用，通讯的安全得到前所未有的关注，人们愈来愈重视通信的安全。传统密码通信的安全性，是基于数学问题的难以求解，现在大规模集成电路计算机受限于本身物理的特性，运行速度有限，难于求解这类大数问题。然而量子计算机的出现，打破了传统密码通信安全的大门，大数分解问题量子计算机短时间内就能够破解，原有密码通信体制将不够安全。量子密码通信应运而生。本文介绍了经典密码通信及其缺陷，进而引出量子密码通信的必要性。介绍了连续变量量子密钥分配和连续变量量子密集编码的研究进展。介绍了量子密码学的理论基础，对量子态的基本性质、福克斯态、相干态、纠缠态、么正变换、密度算子作了介绍。介绍了量子密码学信息论必备的基础知识，如香农熵、冯诺依曼熵、Holevo界。介绍了连续变量量子密码通信基础知识。介绍了高斯调制CVQKD的实验方案、理论安全分析模型、窃听者常用的攻击方式、数据协商形式、高斯态辛本征值的求解。 关键词：光钎通信；信息安全；量子密码

基于光场量子态的量子信息研究

项目名称：基于光场量子态的量子信息研究

一、研究内容 项目将围绕重大科学研究计划“量子调控”专项中的“基于光场量子态的量子信息研究”的指南内容，瞄准利用光场量子态进行量子信息处理中的关键科学和技术问题，如：稳定可靠的纠缠光源的获得，有效的纠缠光纯化以及光与原子量子接口的实现等开展深入的研究。从实验上构建稳定可靠、可扩展、易操控的量子信息处理物理系统，以及在原理探讨中加强核心技术的获得。 本项目拟解决的关键科学问题包括： 1. 具有实用价值的纠缠态光源的研制：需解决以下关键问题：（1）研制高质量高功率全固态1.5μm/1.3μm 连续单频激光光源、窄线宽连续可调谐钛宝石激光器；（2）降低作为泵浦源的激光器的位相噪声使之达到散粒噪声极限，最大限度克服其对量子纠缠态光场纠缠度的影响；（3）改善反馈控制系统以降低光束间相对位相波动，提高非线性晶体的控温精度，以获得高纠缠度连续变量量子纠缠态光场；（4）当非简并光学参量振荡器运转于阈值以上时，研究解决两个下转换模在光学参量振荡腔内的不平衡损耗；（5）优化基于光纤的纠缠光源的参数，提高纠缠度，并使该系统全光纤化。 2. 多色多组份纠缠态光场产生及量子态传输：需解决以下关键问题：（1）将作为泵浦源的光纤激光器输出噪声降低到散粒噪声极限水平；（2）寻找合适的控制参数，实现量子离物传态以及可控的量子克隆；（3）多色多组份纠缠态在传输和与节点发生相互作用过程中的消相干问题。 3. 量子纠缠纯化和量子接口：需解决以下关键问题：（1）制备非高斯混合纠缠态光场；（2）获得高光学厚度、极低温度的冷原子系综；（3）减小原子退相干效应对量子存储的影响；（4）设计可行的探测系统, 消除杂散光的影响，完成光场量子态信号的探测。 4. 单量子比特（光子或分子）的产生与探测及其在量子信息处理上的应用：需解决以下关键问题：(1) 利用低温超导技术实现微波段光场量子态的制备和表征;(2)实现光通信波段(即波长为1.3μm,1.5μm)和原子吸收线(即波长为 780nm,850nm)的快响应时间、高量子效率和低暗计数率的超导单光子测量。 主要研究内容：（１）研制具有实用价值的纠缠态光源。（2）基于多色多组份纠缠态光场的量子信息网络。（3）实现连续变量纠缠纯化，通过光与原子介质

量子信息与量子计算课程论文

半导体量子点的电子自旋相干和自旋操控 摘要:现在各国科学家都在努力希望实现量子计算机，而量子计算机需要一些重要的量子性质，其一是“量子相干性”。该文介绍了量子相干性，并简略介绍了半导体量子点中的电子的自旋相干性，简要探讨半导体量子点的电子自旋操控的方法 关键词：量子点自旋相干自旋调控 一﹑量子相干性 量子相干性，或者说“态之间的关联性”。其一是爱因斯坦和其合作者在1935年根据假想实验作出的一个预言。这个假想实验时这样的：高能加速器中，由能量生成的一个电子和一个正电子朝着相反的方向飞行，在没有人观测时，两者都处于向右和向左自旋的叠加态而进行观测时，如果观测到电子处于向右自旋的状态，那么正电子就一定处于向左自旋的状态。这是因为，正电子和电子本是通过能量无中生有而来，必须遵守守恒定律。这也就是说，“电子向右自旋”和“正电子向左自旋”的状态是相关联的，称作“量子相干性”。这种相干性只有用量子理论才能说明。 要在量子计算机中实现高效率的并行运算，就要用到量子相干性。彼此有关的量子比特串列，会作为一个整体动作。因此，只要对一个量子比特进行处理，影响就会立即传送到串列中多余的量子比特。这一特点，正是量子计算机能够进行高速运算的关键。 二﹑半导体量子点中的电子的自旋相干性

半导体中的电子电荷相干态已经由超快脉冲激光光谱进行了广 泛的研究。强的激光脉冲在半导体中产生了大量的电子和空穴,它们的动力学过程大致可分成3 个阶段: (1) 无碰撞或相干阶段。在这个阶段内,电子和空穴与光场之间产生了一个相干的耦合振荡,导致 了材料极化强度的振荡,类似于二能级系统的拉比跳跃。 (2) 位相弛豫阶段。在这个阶段内,电子和空穴都失去了它们的位相相干性,类 似于二能级系统的退相弛豫。 (3) 准热平衡阶段。由于电子- 声子相互作用,电子和空穴将能量传递给声子(晶格) ,它们分别弛豫到导 带和价带的顶部,形成准平衡状态。利用不同延迟时间的泵- 探束瞬态吸收光谱可以测量半导体中的退相弛豫时间。图1 是GaAs 三个激发载流子浓度下瞬态差分透射系数ΔT作为延迟时间的函数。 由图1 可见,有两个衰减过程;一个是快过程,另一个是慢过程。前者对应于位相弛豫,后者对应于准热平衡弛豫。实验测得GaAs中 的位相弛豫时间分别为30 ,19 ,13fs ,对应于由小到大三个载流子 浓度。这个位相弛豫时间是较小的,主要是由电子的谷间散射引起的。

029057连续变量量子信息

专题报道／Cover Features Communications of CCF 2008/7 58连续变量量子信息 苏晓龙谢常德彭堃墀 引言 1948年，美国工程师香农（C. E. Shannon[1]）发表了《通信的数学理论》一 文。该文对信息给予了定量的描述，标志 着信息学科的确立。20世纪后期，人类社 会已经进入信息化时代。谁能最快、最准 确地掌握相关信息，谁就会在社会活动中 处于主动地位。无论是在国家安全、政府 决策、商业活动和工业生产，还是在日常 生活和科学研究中，信息的交换使用及其 安全传输无处不在。信息对当代社会的进 步产生了广泛的影响和巨大的推动作用， 人类社会的存在和发展已经进入了时刻都 离不开信息的时代。 量子力学理论从20世纪20年代诞生至 今，已经取得了巨大的成功。该理论不仅成 功解释了原子和原子核结构、固体结构和半 导体性质等重要物理问题，而且也促进了 现代微电子技术、激光技术、新能源技术和 新材料科学的出现和发展。但是在20世纪80 年代以前，几乎无人注意到经典信息理论和 量子力学理论之间的交叉。直到最近20多年 来，人们才越来越清楚地认识到它们之间存 在着深刻密切的联系，由此产生了内容丰富 的量子信息学[2,3]。 量子信息学作为量子物理学与计算机科 学、信息科学相结合的新兴学科，提出了一 整套以量子力学的基本原理为基础，通过量 子系统的各种相干特性（量子叠加、量子并 行、量子纠缠和量子不可克隆等等）进行计 算、编码和信息传输的全新方式。量子信息 技术包括量子通信和量子计算两部分内容。 量子力学与信息科学的结合不仅充分显示了 学科交叉的重要性，而且也表明量子信息技 术的最终物理实现会导致信息科学观念和模 式的重大变革。量子信息学是一个相对年轻 的学科，一方面赋予信息科学新的生命力， 另一方面又可以反过来从信息理论的角度使 量子物理的概念具体化，从而给予量子理论 更深层次的理解[3]。现有的信息存储、处理和 传输都依赖于经典物理系统，以经典物理概 念为基础和出发点，而量子信息技术则是以 量子物理概念为基本出发点。 量子信息科学根据量子系统本征态所 具有的离散谱和连续谱两种结构特征，可 分为离散变量的与连续变量的两大类。其 中，离散变量是指能够用可数（有限）维 希尔伯特空间表征的量子变量，如光子或 光波场的偏振。连续变量是指这样一类量 子变量，它们的每一个值对应不同的正交 本征态，这些本征态构成无限维希尔伯特 空间，比如粒子的位置与动量、光波场的 正交振幅与正交位相分量等。量子信息科 学首先在离散变量领域提出和发展[2]，后 来扩展到连续变量领域[3]。 量子纠缠 量子力学所提供的最重要的“资源” 是量子纠缠（Quantum Entanglement）。正 是利用了纠缠，人们才得以突破经典电动力 山西大学 关键词：连续变量 量子纠缠

最新图像信息隐藏技术与设计 大学毕业设计

1 前言 本章主要介绍信息隐藏技术的背景和研究意义、国内外信息隐藏技术研究现状，列举了本文的主要研究内容，最后给出了全文的结构安排。 1.1 信息隐藏技术的背景和研究意义 二十世纪九十年代以来，网络信息技术在全世界范围内得到了迅猛发展，它极大地方便了人们之间的通信和交流。借助于计算机网络所提供的强大的多媒体通信功能，人们可以方便、快速地将数字信息(数字音乐、图像、影视等方面的作品)传到世界各地，一份电子邮件可以在瞬息问传遍全球。但同时计算机网络也成为犯罪集团、非法组织和有恶意的个人利用的工具。从恶意传播计算机病毒，到非法入侵要害部门信息系统，窃取重要机密甚至使系统瘫痪；从计算机金融犯罪，到利用表面无害的多媒体资料传递隐蔽的有害信息等等，对计算机信息系统进行恶意攻击的手段可谓层出不穷。 因此，在全球联网的形势下，网络信息安全非常重要，一个国家信息系统的失控和崩溃将导致整个国家经济瘫痪，进而影响到国家安全。各国政府和信息产业部门都非常重视网络信息安全的研究和应用。密码技术是信息安全技术领域的主要传统技术之一，是基于香农信息论及其密码学理论的技术，一般采用将明文加密成密文的秘密密钥系统或者公开密钥系统，其保护方式都是控制文件的存取，即将文件加密成密文，使非法用户不能解读。但加密技术主要适用于文本的加密，而对音频、视频、图像等多媒体数据类型来说，由于它们的数据量往往很大，如何对超大数据量的多媒体数据进行有效的加、解密仍是一个难题。而且信息加密是利用随机性来对抗密码攻击的，密文的随机性同时也暴露了消息的重要性，即使密码的强度足以使攻击者无法破解出明文，但他仍有足够的手段来对其进行破坏，使得合法的接收者也无法阅读信息内容。随着计算机性能的大幅度提高，软硬件技术的迅速发展，加密算法的安全性受到了严重挑战。 由于加密技术的局限性，最近十几年以来，一种新的信息安全技术——信息隐藏技术(Information Hiding)迅速地发展起来。信息隐藏的渊源可以追溯到古希

实验题目量子纠缠实验(近代物理实验)

实验题目：量子纠缠实验（近代物理实验） 王合英孙文博陈宜保葛惟昆 清华大学实验物理教学中心 【实验目的】 通过本实验，不仅让学生更深刻地理解量子力学与非线性光学的相关理论知识，同时使学生在实验技能、科学素养、工作作风等各方面得到全面的培养与训练。由于本实验涉及的理论知识和实验技术范围广、可做的实验内容多，特别鼓励学生在实验过程中大胆提出自己的思路，以激发学生的创新思维，提高学生的综合实验能力。具体来说，本实验的目的可以概括为： 1.了解量子纠缠态的概念、性质及其在量子信息领域的应用，进而深刻理解量 子力学的本质与精髓。 2.学习量子通讯的基本原理和过程，以及与量子通讯相关的一些基本概念和知 识。 3.学习光子纠缠源的性质及产生原理，学习相关的非线性光学的知识，如自 发参量放大与振荡、相位匹配、自发参量下转换、非线性晶体的性质等，熟练掌握光学实验的光路调节和各种光学元件的调整技术。 4.了解光纤传输和耦合的理论与技术，学习单光子计数器的工作原理和单光子

计数技术。 5.学习对光子纠缠源产生的光子纠缠对比度的符合测量方法，并通过测量验算 Bell不等式。 【实验内容】 核心内容：本实验涉及量子力学基本原理和量子通讯技术最基础和核心的内容，不仅包含丰富的物理理论知识，更是各种实验技术特别是光学技术的 综合，因此要求学生在做实验时既要有清楚的物理图像，又具有比较 强的动手操作能力；既要有严谨细致的工作作风，又要有创新精神。基本要求：学生有较好的光学和量子力学的理论基础，比较强的理论自学能力和比较强的光路调节能力，做实验要认真、有耐心、胆大细心。由于做 本实验所需时间较长，要求学生做实验的时间能比较集中。 基础部分： 1.激光器性能判定 2.BBO晶体主光轴校订 3.双光子偏振纠缠态的制备和测量 4.爱因斯坦佯谬和Bell不等式的实验测量 研究型部分： 1.学生在上述实验的基础上，查找资料，自己设计另一种光路实现双光子纠缠 态的制备和测量，设计光路时可以用到其它的非线性光学元件，如PBS等。 并对两种方法的优缺点对比分析。 2.纠缠双光子的干涉实验。对比度曲线反映了两个光子的偏振关系，但此处的 符合测量并不能直接反映两个光子的相干性质，学生可以尝试设计一种关于纠缠双光子的相干性的实验。 【实验原理】

信息隐藏主要的分类和应用领域是什么

信息隐藏主要的分类和应用领域是什么？说明信息隐藏于数字水印的关系？ 信息隐藏技术分为技术隐写术和语义隐写术 技术隐写术：是将秘密传递的信息记录下来，隐藏在特定的媒介中，然后再传送出去的一种技术。采用技术隐写术方法的实例有很多，比如，将信息隐藏在信使的鞋底或封装在蜡丸中，而隐写墨水、纸币中的水印和缩微图像技术也陆续出现在军事应用中。 语义隐写术则是将记录这个行为本身隐藏起来，信息由隐藏的“写”语言和语言形式所组成，一般依赖于信息编码。十六七世纪涌现了许多关于语义隐写术的著作，斯科特提出的扩展AveMaria码就是一种典型的语义隐写方法。语义隐写方法很多，如用音符替代字符在乐谱中隐藏信息，用咒语代表字隐藏信息，还有用点、线和角度在一个几何图形中隐藏信息等，而离合诗则是另一种广泛使用在书刊等文字中的隐藏信息方法。 信息隐藏主要的应用领域： 信息隐藏技术作为一种新兴的信息安全技术已经被许多应用领域所采用。信息隐藏技术的应用主要集中在两个方面：即隐秘通信和数字水印。 当信息隐藏技术应用于保密通信领域时，称为隐蔽通信或低截获概率通信，当应用于Internet秘密信息传输时，常被称为隐写术，当应用于版权保护时通常被称为数字水印技术。而隐秘通信是信息隐藏技术的一个完全不同的应用领域，也不同于信息加密，隐秘通信的目的不

是掩盖通信信息的可读性，而是掩盖通信信道本身的存在性。 1数字内容保护 1）证件防伪：数字水印技术可有效防止证件被伪造，如在照片上附加一个暗藏的数字水印。 2）商标保护：将保密特征加入产品包装的设计中。 3）安全文档：将水印特征加入重要文档中。 4）数据完整性验证：脆弱水印是指对某些处理稳健而对其他处理脆弱的水印。该技术可以用于验证数据是否被篡改。 2隐蔽通信：替音电话技术、匿名通信 3安全监测： 1）数字权限管理 2）媒体桥技术 3）打印控制 4）播放控制 5）电影分级和多语言电影系统 6）隐蔽通信监测 信息隐藏于数字水印的关系： 区别：信息隐藏技术侧重于隐藏容量，对隐藏容量要求较高，对鲁棒性要求不高，而数字水印则侧重于鲁棒性；信息隐藏技术主要应用于隐藏通信，而数字水印技术主要应用于版权保护和内容可靠性认证。联系：信息隐藏技术包括数字水印技术，数字水印技术要将水印嵌入到载体中，就需要用到信息隐藏的算法，把水印隐藏到载体中，两者

量子计算和量子信息(量子计算部分,Nielsen等着)6

6.1 当x=0时有(2|0><0|-I )|x>=|0> 当x>0时有(2|0><0|-I )|x>=-|x> 所以2|0><0|-I I 即为相移算子 6.2 |φ><φ|=1/N Σ i =0 N?1Σ j =0 N?1|i><φ|-I )Σ k =0N?1 a k |k>=2/N Σi =0 N?1Σ j =0 N?1|i>-Σk =0 N?1a k |k> 而|i>,|j>,|k>都经过标准归一化，所以当|j>=|k>时，有|j>！=|k> 时，有|j>-Σ k =0 N?1a k |k>=Σ k =0 N?1[-a k +]|k> 其中=Σ k =0 N?1a k N 6.3 (此处为验证Grover 迭代能写成以下矩阵形式) |φ>=cos(θ/2)|α>+sin(θ/2)|β>写成向量形式为[cos(θ/2) sin(θ/2)]T 所以G|φ>= cos θ?sin θsin θ cos θ cos(θ/2)sin(θ/2) = cos(3θ/2) sin(3θ/2) =cos(3θ/2)|α>+sin(3θ/2)|β> 所以Grover 迭代能写成G= cos θ ?sin θsin θ cos θ 6.4 按照书上只有一解的过程，对于多解只能测量出所有解的和 6.5 6.6 (⊙为张量积符号 X 为PauliX 门, Z 为PauliZ 门) 框中的门可以表示为 (X ⊙X)（I ⊙H ）（|0><0|⊙I+|1><1|⊙X ）(I ⊙H)(X ⊙X) =X|0><0|X ⊙XHHX+X|1><1|X ⊙XHXHX(HXH=Z) =|1><1|⊙I +|0><0|⊙(-Z) =(I -|0><0|)⊙I +|0><0|⊙(I-2|0><0|)

全光纤四态分离调制连续变量量子密钥分发解读

全光纤四态分离调制连续变量量子密钥分发 【摘要】：现代社会已经步入信息化时代,信息安全的重要性日渐凸显。能够保障信息安全的密码学越来越受到人们的重视,其应用已渗透到人们日常生活的各个领域。基于量子力学基本原理的量子密钥分发可以使合法通信双方获得一组的无条件安全的随机密钥,该密钥可用于信息的加密与解密,进而实现双方的保密通信,任何第三方的窃听都可以被通信双方察觉到。量子密钥分发的无条件安全性,使得相关的理论和实验进入了一个飞速发展的时期,在未来的国防、金融、网络和通信等领域具有广阔的应用前景。连续变量量子密钥分发利用光场的正交分量作为信息的载体,所需光源易于制备,探测效率高,同时和当前的光通信网络具有良好的兼容性,近年来受到极大关注,在理论和实验方面均得到了迅猛的发展。按照调制方式可将相干态连续变量量子密钥分发分为高斯调制和非高斯调制方案,四态分离调制方案属于非高斯调制方案,具有调制方法简单、数据协调效率高等优点,理论上可以实现距离长达百公里以上的安全密钥分发。本论文从理论和实验两方面对基于该方案搭建的全光纤连续变量量子密钥分发系统展开了研究。论文首先回顾了连续变量量子密钥分发的国内外发展动态,接下来对该领域内的基础理论知识进行了介绍,并对基于平衡零拍探测的四态分离调制连续变量量子密钥分发的无条件安全性进行了分析。然后对适用于该领域的全光纤脉冲平衡零拍探测装置的各种特性及相应测量结果进行了分析,最后介绍了基于全光纤器件的实验系统,

目前已在该系统上实现了距离为30km,安全密钥速率为1kbits/s的量子密钥分发。本论文的主要工作内容包含以下三个方面。1.理论分析了基于平衡零拍探测的四态分离调制相干态连续变量量子密钥分发方案的两种模型,它们是制备与测量模型和EPR纠缠模型。在制备与测量模型中介绍了所选方案的编码规则,经过编码后双方可获得一组相关联的二进制数。在该模型下,形象地给出了信号光场以及额外噪声在相空间中的演化过程。在EPR纠缠模型下对所选方案的无条件安全性进行了分析。首先介绍了系统中的各种噪声,将Alice端的源额外噪声等效为Fred所拥有的量子态,接着给出了Alice和Bob之间互信息量的计算方法,Bob采用了平衡零拍的探测方法。然后详细地分析了Eve可获得的信息量的上限Holevo边界的计算过程。最后给出了安全密钥速率及额外噪声的计算方法。额外噪声是决定密钥分发的距离及安全密钥速率大小的关键因素。两种模型是等价的。在安全性的证明过程中,假设Eve拥有各种可能存在的先进装备,但是她的攻击手段并不能违背量子力学原理而且无法获得Bob端的装置的信息。在Eve可以获得Fred的量子态时,Alice端的源额外噪声与通道额外噪声是等效的。2.设计并制作了适用于量子通信领域的全光纤时域脉冲平衡零拍探测装置,该探测装置的脉冲重复速率可达2MHz,增益为3.2μV/光子,共模抑制比为76dB,信噪比可达20dB以上,总的量子效率为66%。论文详细分析了该探测装置的工作原理和特性,包括共模抑制比、散粒噪声极限和探测装置的稳定性。要获得高的共模抑制比,不仅要选取两个响应特性尽量相同的光电二极管,而且要求两光电二

走近量子纠缠——贝尔不等式

1963-1964年，在长期供职于欧洲核子中心(CERN)后，约翰贝尔有机会到美国斯坦福 大学访问一年。北加州田园式的风光，四季宜人的气候，附近农庄的葡萄美酒，离得不远的黄金海滩，加之斯坦福大学既宁静深沉，又宽松开放的学术气氛。这美好的一切，孕育了贝尔的灵感，启发了他对EPR佯谬及隐变量理论的深刻思考。 贝尔开始认真考察量子力学能否用局域的隐变量理论来解释。贝尔认为，量子论表面上获得了成功，但其理论基础仍然可能是片面的，如同瞎子摸象，管中窥豹，没有看到更全面、更深层的东西。在量子论的地下深处，可能有一个隐身人在作怪：那就是隐变量。 根据爱因斯坦的想法，在EPR论文中提到的，从一个大粒子分裂成的两个粒子的自旋状态，虽然看起来是随机的，但却可能是在两粒子分离的那一刻(或是之前)就决定好了的。打个比喻说，如同两个同卵双胞胎，他们的基因情况早就决定了，无论后来他(她)们相距多远，总在某些特定的情形下，会作出一些惊人相似的选择，使人误认为他们有第六感，能超距离地心灵相通。但是实际上，是有一串遗传指令隐藏在它们的基因中，暗地里指挥着他们的行动，一旦我们找出了这些指令，双胞胎的心灵感应就不再神秘，不再需要用所谓非局域的超距作用来解释了。 尽管粒子自旋是个很深奥的量子力学概念，并无经典对应物，但粗略地说，我们可以用三维空间的一段矢量来表示粒子的自旋。比如，对EPR中的纠缠粒子对A和B来说，它们的自旋矢量总是处于相反的方向，如下图中所示的红色矢量和蓝色矢量。这两个红蓝自旋矢量，在三维空间中可以随机地取各种方向，假设这种随机性是来自于某个未知的隐变量L。为简单起见，我们假设L只有八个离散的数值，L=1,2,,3,4,5,6,7,8 ，如下图所示，分别对应于三维空间直角坐标系的八个卦限。 由于A、B的纠缠性，图中的红矢和蓝矢总是应该指向相反的方向，也就是说，红矢方向确定了，蓝矢方向也就确定了。因此，我们只需要考虑A粒子的自旋矢量(红矢)的空间取向就够了。假设红矢出现在八个卦限中的概率分别为n 1 ,n 2 ...n 8 。由于红矢的位置在8 个卦限中必居其一，因此我们有： n 1 +n 2 +n 3 +n 4 +n 5 +n 6 +n 7 +n 8 =1 。 现在，我们列出一个表，描述A、B的自旋矢量在3维空间可能出现的8种情况。下图中的左半部分列出了在这些可能情况下，自旋矢量在xyz方向的符号： 既然AB二粒子系统形成纠缠态，互为关联，我们便定义几个关联函数，用数学语言来更准确地描述这种关联的程度。比如，我们可以如此来定义P xx (L) ：观察x方向红矢的符号，和x方向蓝矢的符号，如果两个符号相同，函数P xx (L) 的值就为+1，否则，函数P xx (L) 的值就为-1。我们从上表左边列出的红矢蓝矢的符号不难看出，P xx (L) 的8个数值都是-1。然后，我们使用类似的原则，可以定义其他的关联函数。比如说，P xz (L) ，是x 方向红矢符号，与z 方向蓝矢符号的关联，等等。 在上图中的右半部分，我们列出了P xx (L) 以及P xz (L) 、P zy (L) 、P xy (L) 的数值。

信息隐藏技术及其应用

qwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqw ertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwer tyuiopasdfghjklzxcvbnmqwerty uiopasdfghjklzxcvbnmqwertyui opasdfghjklzxcvbnmqwertyuiop 信息隐藏技术及其应用asdfghjklzxcvbnmqwertyuiopas dfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdf ghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfgh jklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjkl zxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzx cvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcv bnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbn mqwertyuiopasdfghjklzxcvbnm qwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqw ertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwer tyuiopasdfghjklzxcvbnmqwerty uiopasdfghjklzxcvbnmrtyuiopas

信息隐藏技术及其应用 摘要随着网络与信息技术的高速发展，信息安全越来越受到人们关注，信息隐藏技术应运而生。本文介绍了信息隐藏技术的背景、概念与特征，总结了较为成熟与常见的信息隐藏方法，描述了信息隐藏技术的主要应用领域，分析了信息隐藏技术目前存在的问题，并对其未来发展进行了展望。 关键词信息隐藏；信息安全；隐秘通信；数字水印；应用； 一、信息隐藏技术的背景 信息隐藏的思想可以追溯到古代的隐写术。隐写术是通过某种方式将隐秘信息隐藏在其他信息中，从而保证隐秘信息的安全性。隐写术的应用实例可以追溯到很久远的年代。被人们誉为历史学之父的古希腊历史学家希罗多德曾在其著作中讲述了这样一则故事：一个名为Histaieus的人计划与他人合伙叛乱,里应外合,以便推翻波斯人的统治。为了传递信息，他给一位忠诚的奴隶剃光头发并把消息刺在头皮上,等到头发长起来后,派奴隶出去送“信”,最终叛乱成功。隐写术在历史上有过广泛的应用，例如战争、谍报等方面。 进入现代以来，随着网络的高速发展，越来越多的信息在网络上进行传递，人们通过邮件、文件和网页等进行交流，传递信息。然而在信息传递的快捷与高效的同时，信息的安全性也越来越受到考验。例如网络上的病毒、木马、泄密软件等，还有非法组织以某种目的窃取信息等，都对信息的安全造成了严重的威胁。特别是对于政治、军事和商业等领域，敌对势力之间互相的监控、窃密等都普遍存在，信息传递的安全性至关重要。传统的密码学虽然可以在一定程度上保证信息的安全，但它仅仅隐藏了信息的内容。为隐藏信息所生成的密文通常是杂乱无章的代码或者逻辑混乱的语言，反而更会引起追踪人员和破译人员的注意，增加暴露风险。这成为密码的致命弱点。 另一方面，随着数字技术的迅猛发展和互联网越来越广泛的应用，数字媒体的应用越来越多，基于数字媒体的商业得到了迅速发展，而通过扫描仪等也可以方便的将纸质材料转换为数字材料。与此同时，数字媒体的复制、传播也越来越方便，这为盗版提供了极大的便利，例如网上盗版软件、盗版电子版图书等随处可见，严重破坏了知识产权。因此如何保护数字媒体的知识产权，防止知识产品被非法地复制传播，保证信息的安全，也成为了越来越紧迫的问题。 正是由于上述问题的存在，信息隐藏技术应运而生。 二、信息隐藏技术的原理与特点

信息隐藏技术及应用

信息隐藏技术及应用 1 什么是信息隐藏 信息隐藏(InformatiOn Hiding)：主要研究如何将某一机密信息秘密(Secret Message)隐藏于另一公开的信息(载体、宿主)中，然后通过公开信息的传输来传递机密信息。第三方则难以从公开信息中判断机密信息是否存在，难以截获机密信息，从而能保证机密信息的安全。信息隐藏学是一门新兴的交叉学科，在计算机、通讯、保密学等领域有着广阔的应用前景。 信息隐藏是上世纪90年代开始兴起的信息安全新技术，并成为信息安全技术研究的热点；传统通信领域为了保证传递的信息能够不被窃听或破坏，常采用密码来保护信息，即让窃听者无法看到或听懂，但是这种技术的缺点是告诉窃听者这就是秘密信息，特别是随着计算机技术的发展，密码的安全性受到很大挑战。而新的信息隐藏技术是将需要传递的秘密信息，隐藏在一个普通的非秘密消息当中，再进行传输，这样即使窃听者窃听了传输的信息，也只会将其当成普通的消息，而不会怀疑或者无法得知是否有秘密信息的存在。 一般而言，信息隐藏是分为四个阶段：预处理阶段、嵌入阶段、传输阶段和提取阶段。为了使每个阶段都达到安全，

所以必须在预处理阶段，引入加密术中的加密算法。在嵌入阶段，使用基于小波的隐藏信息的算法，在传输阶段，进行隐蔽通信，从而使用传输阶段也是安全的。所以这套信息隐藏的处理方案，将形成一个安全的体系，因此既能隐藏秘密信息的内容，也能隐蔽通信的接收方和发送方，从而建立隐藏通信。信息隐藏的原理如图1。 信息隐藏技术的分类见图2。 信息隐藏不同于传统的加密，传统的加密是研究如何将机密信息进行特殊的编码，以形成不可识别的密码形式进行传递，它仅隐藏了信息的内容；而信息隐藏不但隐藏了信息的内容，而且隐藏了信息的存在。根据信息隐藏的目的和技术要求，该技术存在以下特性： 鲁棒性(Robustness)：指不因图像文件的某种改动而导致隐藏信息丢失的能力。这里所谓“改动”包括传输过程中的信道噪音、滤波操作、重采样、有损编码压缩、D/A或A/D 转换等。 不可检测性(Undetectability)：指隐蔽载体与原始载体具有一致的特性。如具有一致的统计噪声分布等，以便使非法拦截者无法判断是否有隐蔽信息。 透明性(Invisibility)：这是信息隐藏的基本要求，利用人类视觉系统或人类听觉系统属性，经过一系列隐藏处理，使目标数据没有明显的降质现象，而第三方不易觉察信息的存

量子纠缠态的制备

量子纠缠态的制备 摘要：量子纠缠是量子信息中最重要、也最为神奇的一个课题.量子纠缠是一种有用的信息“资源”，在量子隐形传态、量子密集编码、量子密钥分配以及在量子计算的加速、量子纠错、防错等方面都起着关键作用.在量子信息中，信息的处理离不开量子态及其演化.而量子纠缠态毫无疑问是各种量子态中最为重要的一种.它可用于检验量子力学的基本原理，而且也是实现量子通信的重要信道.所以，纠缠态的制备和操作就显得尤为重要，文章简要介绍量子纠缠态的定义、量子纠缠态的度量及分类、量子纠缠态的制备，并介绍纠缠态的一些应用. 关键字：量子纠缠;腔QED;离子阱;生成纠缠；蒸馏纠缠

Quantum Pestering Condition Preparation Abs trac t: T he q uantum entanglement is o ne o f the most impo rtant subject, and also the supernatural part of q uantum informatio n sc ienc e. As an important quantum resource, the entangled states are p laying the key ro le in many sorts of quantum informatio n process, for examp le, quantum t e le p o r t a t io n,q u a n t u m d e n s e c o d in g,a n d q u a n t u m k e y d is t- rib utio n as we ll as q uantum co mp utatio n acc elerat io n, the q uantum correct-erro r, guard-error and so on. In q uantum informatio n sc ience, informatio n process ing cannot leave the quantum state and it’s the ev- olution. But quantum entanglement cond itio n is witho ut a doubt in each kind o f q uantum s tate the mos t imp o rtant o ne kind. It may us e in examining the q uantum mec hanics the b as ic p rinc ip le, mo reo ver also realizes the quantum correspondence important channel. T herefore, the pes tering co nd itio n p rep aratio n and the op eratio n app ears esp ec ia lly impo rtantly, artic le brief int roductio n quantum entanglement cond ition definit io n, q uantum entanglement co nd it io n meas ure and c lass ified, q u a n t u m e n t a n g le me n t c o nd it io n p r ep a r a t io n, a nd in t r o d u c t io n e n t a n g l e m e n t c o n d i t i o n s o m e a p p l i c a t i o n s. Key word: Quantum entanglement; Cavity QED; Ion trap；Formation of entanglement；Disillation of entanglement

信息隐藏技术(中文版)

一个基于“刚刚-明显-失真”测量的视觉感知调整子带图像编码器的概要文件 摘要：为了表示一幅具有最低可能比特率的高感知质量图像，一种有效的图像压缩算法不仅要消除统计相关性的冗余,还从消除图像信信息里无关紧要的感知成分，在这篇文章里，将要提出一个视觉感知调整部分波段图像编码器的方案，其中一个公正、明显显示失真（JND）或微创明显的失真（MND）配置文件是采用量化感知冗余。该JND配置文件提供了每个被编码信号的失真可见性阈值，低于该阈值重建误差被渲染不易察觉。在由于背景亮度和纹理屏蔽效应而集成阈值敏感度的感知模型基础上，JND文件从分析图像信号的局部属性来估计。根据人体对空间频率的视觉感知敏感度，全频带JND/ MND信息被分解不同的频率子带的JNDMND成分。有了这些部分的配置文件，无关紧要的感知信号在每个子波段都可以被筛选出来，并正确编码我们有用的信息以满足可见度阈值。新的量化保真措施，被称作峰值信号-感知噪声比（PSPNR），拟通过采取评估图像的质量包括考虑明显变形的部分在内。仿真结果表明，这种近乎透明的图像编码可在不到0.4像素内实现。相比于ISO-JPEG标准，所提出的算法可以消除原始图像更多的感性冗余，并且重构图像的视觉质量以低比特率更能被我们所接受。 1. 介绍 我们通常认为当前图像编码技术的表现是不足够接近基本比特率。为了支撑未来要求低限制使图像维持高质量接收，为了支持未来低比特率高图像质量的设备，更高效的算法被人们所期待。在众多达到这个最优性的方法中，感知编码将压缩算法和人类感知机制相连接被认为是最有前途的解决方案，并在最近成为一个重要的研究领域。 这是众所周知的，图像信号的统计是比较非平稳的，重建图像的保真度被人眼所要求的不同是从像素到像素的。通常来说，感知编码的重要任务是有效地使编码算法适应人体人眼的敏感度。各种方法已经被提出将人类视觉系统的某些确定的心理视觉特性（HVS）合并到图像编码算法中。已经作出一些努力来开发HVS的灵敏度到空间频率为适应量化步长频域。其他的努力试图有效地利用空间掩蔽效应来在空间域隐藏失真。然而，由于缺乏一个有效的定量测量评估图像质量和HVS非线性的措施，无图像编码方案尚未充分整合这些心理视觉效果提供一个简单而有效的方法用于消除静止图像的视觉冗余。在最近的图像编码技术评论中，贾扬，提出了感知编码

量子纠缠

量子纠缠 量子纠缠（quantum entanglement），又译量子缠结，是一种量子力学现象，其定义上描述复合系统（具有两个以上的成员系统）之一类特殊的量子态，此量子态无法分解为成员系统各自量子态之张量积（tensor product）。 具有量子纠缠现象的成员系统们，在此拿两颗以相反方向、同样速率等速运动之电子为例，即使一颗行至太阳边，一颗行至冥王星，如此遥远的距离下，它们仍保有特别的关联性（correlation）；亦即当其中一颗被操作（例如量子测量）而状态发生变化，另一颗也会即刻发生相应的状态变化。如此现象导致了“鬼魅似的远距作用”（spooky action-at-a-distance）之猜疑，仿佛两颗电子拥有超光速的秘密通信一般，似与狭义相对论中所谓的局域性（locality）相违背。这也是当初阿尔伯特·爱因斯坦与同僚玻理斯·波多斯基、纳森·罗森于1935年提出以其姓氏字首为名的爱波罗悖论（EPR paradox）来质疑量子力学完备性之缘由。[编辑本段]特点 量子力学是非定域的理论，这一点已被违背贝尔不等式的实验结果所证实，因此，量子力学展现出许多反直观的效应。量子力学中不能表示成直积形式的态称为纠缠态。纠缠态之间的关联不能被经典地解释。所谓量子纠缠指的是两个或多个量子系统之间存在非定域、非经典的强关联。量子纠缠涉及实在性、定域性、隐变量以及测量理论等量子力学的基本问题，并在量子计算和量子通信的研究中起着重要的作用。 多体系的量子态的最普遍形式是纠缠态，而能表示成直积形式的非纠缠态只是一种很特殊的量子态。历史上，纠缠态的概念最早出现在1935年薛定谔关于“猫态”的论文中。纠缠态对于了解量子力学的基本概念具有重要意义，近年来已在一些前沿领域中得到应用，特别是在量子信息方面。例如，量子远程通信。 目前，我国科学家潘建伟已经成功的制备了5粒子最大纠缠态，领先其它国家。 一、量子纠缠理论的发展19世纪末到20世纪初，量子力学快速发并完善起来，解决了许多经典理论不能解释的现象，大量的实验事实及实际应用也证明了量子力学是一个成功的物理理论。但是关于量子力学的基本原理的理解却存在不同的解释。 众多的物理学家在自己观点的指引下，对量子力学的基本解释提出了自己的看法，主要有三种:传统解释，PTV系综解释和统计解释。这三种解释之间既有区别又有联系 传统解释出发点是量子假设，强调微观领域内每个原子过程或基元中存在着本质的不连续，其核心思想是玻尔的互补原理，还接受了玻恩对 态函数的概率解释，并把这种概率理解 为是同一个粒子在给定时刻出现在某处的概率密度。PTV系统解释的代表是玻姆，

信息隐藏技术综述

信息隐藏 技 术 综 述

目录 引言 (3) 1信息隐藏技术发展背景 (3) 2信息隐藏的概念和模型 (3) 2.1信息隐藏概念及其基本原理 (3) 2.2信息隐藏通用模型 (4) 3信息隐藏技术特征及分类 (4) 3.1信息隐藏技术的特征 (4) 3.2信息隐藏技术的分类 (5) 4信息隐藏技术方法 (5) 4.1隐写术 (5) 4.2数字水印 (6) 4.3可视密码技术 (6) 4.4潜信道 (6) 4.5匿名通信 (6) 5信息隐藏技术算法 (7) 6信息隐藏技术应用领域 (7) 6.1数据 (7) 6.2数据的不可抵赖性 (7) 6.3 数字作品的保护 (8) 6.4防伪 (8) 6.5数据的完整性 (8) 7 结语 (8) 参考文献 (8)

引言 随着Internet技术和多媒体信息技术的飞速发展，多媒体、计算机网络、个人移动通信技术等进入寻常百姓家，数字化已深入人心。数字多媒体信息在网上传播与传输越来越方便，通过网络传递各种信息越来越普遍。但与此同时也带来了信息安全的隐患问题。信息隐藏是近年来信息安全和多媒体信号处理领域中提出的一种解决媒体信息安全的新方法[1]。它通过把秘密信息隐藏在可公开的媒体信息里，达到证实该媒体信息的数据完整性或传递秘密信息的目的，从而为数字信息的安全问题提供了一种新的解决方法。 1信息隐藏技术发展背景 信息隐藏的思想来源于古代的隐写术，历史上广为流传的“剃头刺字”的故事就是信息隐藏技术的应用。大约在公元前440年，Histaieus为了通知他的朋友发动暴动来反抗米堤亚人和波斯人，将一个仆人的头发剃光后在头皮上刺上了信息，等那仆人头发长出来后再将他送到朋友那里，以此实现他们之间的秘密通信。在16、17世纪还出现了许多关于隐秘术的著作，其中利用信息编码的方法实现信息隐藏较为普遍。历史上信息隐藏的例子还有很多。Willkins采用隐形墨水在特定字母上制作非常小的斑点来隐藏信息。二战期间，德国人发明了微缩胶片，他们把胶片制作成句点大小的微粒来隐藏信息，放大后的胶片仍能有很好的清晰度[2]。 如今，大量的多媒体信息在网络中方便、快捷的传输，方便了人们的通信和交流，但是这些新技术在给人们带来方便的同时也产生了严重的安全问题。为了解决这些问题，引入了加密技术，但是加密技术是将明文加密成一堆乱码，这样就容易激发拦截者破解文件的动机及欲望。为此，人们又引入了信息隐藏技术，即将秘密信息隐藏在不易被人怀疑的普通文件中，使秘密信息不易被别有用心的人发现，从而加强了消息在网络上传输的安全性。 2信息隐藏的概念和模型 2.1信息隐藏概念及其基本原理 信息隐藏是把一个有意义的秘密信息如软件序列号、秘文或信息通过某种嵌入算法隐藏到载体信息中从而得到隐秘载体的过程[3]。它主要是研究如何将某一信息秘密隐藏于另一公开信息中，然后通过公开信息的传输来传递信息。通常载体可以是文字、图像、声音和视频等,而嵌入算法也主要利用多媒体信息的时间或空间冗余性和人对信息变化