首个量子网络实用匿名通信协议诞生！未来量子通信必将大有可为？

通过互联网安全传输信息的能力非常重要，但大多数情况下，窃听者仍然可以确定发送者和接收者是谁。在某些高度机密的情况下，发送者和接收者身份保持匿名是很重要的。在过去的几十年里，研究人员一直在开发通过经典网络匿名传输消息的协议，但量子网络类似协议仍处于开发的早期阶段。到目前为止，为量子网络提出的匿名方法面临着一些挑战。

比如实现困难，或者要求对资源做出强有力的假设，使得它们不能在现实世界中使用。来自牛津大学、麻省理工学院、索邦大学、巴黎大学和CNRS的Anupama Unnikrishnan、Ian MacFarlane、Richard Yi、Eleni Diamanti、Damian Markham和Iordanis Kerenidis在一篇新研究论文中，提出了量子网络中匿名通信的第一个实用协议。该协议使匿名量子通信更接近于在实验室中实际演示。在最偏执的情况下，可以保证匿名：

不需要信任网络玩家的诚实或计算能力，甚至不需要信任他们共享的纠缠。新协议的工作方式如下：首先，想要发送消息的玩家匿名通知接收者。然后，在协议的每一轮中，一个不可信源创建一个称为Greenberger-Horne-Zeilinger(GHZ)状态的纠缠量子态，并将其分配给参与者。然后玩家有两个选择：可以通过运行验证测试来检查状态是否真的是GHZ状态，或者他们可以使用状态进行匿名量子通信。大多数时候，玩家测试状态。

如果测试失败，表明可能存在违规，则玩家将停止协议。通过这种方式，行为不端的来源很可能会被抓住。如果玩家选择使用状态进行匿名通信，则他们在GHZ状态的自己部分上执行某些操作和测量，以便在发送者和接收者之间创建“匿名纠缠”，使得他们现在通过匿名量子信道连接。使用这个通道，发送者然后可以使用量子隐形传态来匿名地向接收者发送量子消息。协议实现完美匿名的能力，取决于玩家执行完美的动作和共享完美的GHZ状态。

研究人员表明，即使在存在缺陷的现实网络中，玩家仍然可以在安全参数epsilon内近乎匿名地进行通信，这方法称为“epsilon-匿名协议”。在未来，匿名传输信息的能力，对于未来量子互联网的许多潜在应用将至关重的。然而，在此期间，还需要做更多的研究工作。正在研究该协议在实验室的实验演示，同时也在研究进一步协议的概念，这些协议可以丰富量子网络提供的应用工具箱。

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参考期刊《物理评论快报》

DOI: 10.1103/PhysRevLett.122.240501

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