| 摘要: | 量子密碼學是根據量子物理定律而非使用傳統的數學技巧，所提供的一種絕對安全的通訊管道。根據海森堡測不準原理，任何對粒子的測量都會影響到粒子的狀態。因此量子具有不可複製的特性，通訊不怕會被竊聽，通訊雙方不必事先約定好解碼鑰匙，可以解決長久以來惱人的鑰匙發送問題。事實上量子密碼學的主要研究在於探討量子鑰匙發送協定的製作。從文獻上可歸納出三種基本的協定：第一是 Bennett 和Brassard 的 BB84 協定，第二是 Bennett 的 B92 協定，第三是 Ekert 提出的 EPR 協定。BB84 協定是分成兩個階段來完成的，第一階段在量子通道進行量子鑰匙的單向傳送，第二階段在經典通道進行雙向的鑰匙協議以及探測竊聽者是否存在，最後雙方協商出鑰匙的內容，完成量子鑰匙發送動作。B92 不像 BB84 需要使用兩套正交基底，而是使用一套非正交基底，比起 BB84 會浪費較多的光子訊息。EPR 協定是根據 EPR 效應：一對光子不管距離多遠，只要測量其中一個光子的方向，也立即可以知道另一個光子的方向，此效應又被稱為遠距離的幽靈。量子密碼的安全性也一直是主要的研究課題之一，過去有一些不同的竊聽策略或技術紛紛被提出討論，但是關於雜訊的干擾則較少有相關的研究報告。量子鑰匙發送協定所產生的錯誤率，一部分固然是竊聽造成的，但有一部分則是雜訊的干擾所致。雜訊干擾的因素主要由設備本身所造成，包括有發送者使用的光源設備，接收者使用的偵測設備，以及量子通道等等。雜訊干擾不但會增加量子鑰匙發送的錯誤率，也會造成所謂的消相干現象，造成量子以非麼正方式進行變換。本研究計劃，我們首先要檢討現有量子密鑰發送協定的各種缺失，接著討論竊聽者造成的錯誤率，研究如何利用錯誤檢測來探測竊聽者是否存在？再考慮雜訊干擾造成的錯誤率與消相乾等問題。我們將利用抽樣理論，設計一套錯誤檢測機制來判斷竊聽者是否存在，再使用量子錯誤更正技術來偵測雜訊的干擾程度，自動做量子狀態的錯誤校正。量子錯誤更正比起經典錯誤更正複雜許多，不過，我們可以從經典錯誤更正碼的理論，研究設計量子錯誤更正的技術，進而來制定可承受雜訊干擾與竊聽攻擊的量子鑰匙發送協定。 |
