量子计算与量子密码的原理及研究进展综述

摘要:量子计算与量子密码是基于量子效应的计算技术和密码技术。1984年 Bennett和 Brassard 提出了第一个量子密钥分发协议，开启了量子密码学的研究，此后相继在量子加密、量子签名等领域进行了大量研究。1994年，Shor 利用量子 Fourier变换，设计了第一个实用的量子算法，在多项式时间内对大整数进行因子分解。1996年，Grover提出了量子搜索算法，能够对无结构数据进行二次加速。Shor算法和Grover算法的提出不仅体现了量子计算的优越性，还对传统基于数学困难问题的密码学体制造成威胁。经过半个世纪的发展，量子计算与量子密码在理论与实践的研究上都取得了丰硕的成果。从量子力学的数学框架、基本概念和原理、量子计算基本思想、量子密码研究进展及主要思想等方面进行总结梳理。

关键词:量子计算；量子密码；Shor算法；Grover算法；
量子密钥分发量子计算与量子密码是基于量子力学机制的信息处理技术，被认为是下一代计算与信息安全的核心，已成为时代发展的需要，被世界各国寄予厚望。

其实，将量子效应应用到信息技术领域的思想， 早在20世纪60年代末就开始出现了。1969年，哥伦比亚大学的 Wiesner^［１］在他的论文“Conjugate Coding”中提出了利用量子力学的不确定性原理制造不可伪造的量子钞票的思想。由于当时技术的限制，该思想没有被人们接受。10年后，Wiesner又 与 IBM公司的研究人员 Bennett提及了这一思想，引起了Bennett的注意。在1982年的美密会上发表的论文中，Bennett和加拿大 Montreal大学的 Brassard利用量子比特的储存来实现量子密码并提出量子公钥密码算法。此后不久，他们意识到量子比特的传输比量子比特的储存更便于实现和利用，基于该出发点，1984年他们提出了著名的量子密钥分发的概念，并构造了现在被称为 BB84协议的密钥分发协议。BB84协议的提出标志着量子密码学研究的真正开始。
(来源：知网）
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