2002年，由KimBosrtom和TimoFelbinger提出了一个准安全的量子安全直接通信协议，通常称之为Ping-Pong协议[1]。Ping-Pong协议中，每一轮由Alice随机决定Bob发送来的粒子是检测窃听的控制模式还是传输秘密信息的信息模式。因此只有在进行足够多的控制模式后才能得到错误率的统计值，而在此之前进行的信息模式都是不安全的。判断量子通信方案是否真正安全[2]包括：除了因为安全监测的需要而相对整个通信可以忽略的少量经典信息交流外，接受者接收到量子态后可以直接读出秘密消息；无论窃听者在什么时候监听量子信道，都不能得到机密消息，也就是说他得到的是一个随机的结果，不包含任何机密信息；通信双方在信息泄露前能够准确判断是否有人监听量子信道；等等。本文研究了量子安全直接通信原理以及典型方案，提出了基于三维赤道纠缠态的量子安全直接通信协议。

2 量子安全直接通信

2。1 量子纠缠

量子纠缠（quantumentanglement）是一种独特的量子力学现象[3]。1935年Einstein、Podolsky和Rosen[3]联合发表的论文中提出了著名的EPR佯谬，即一类EPR纠缠态。纠缠量子态具有奇妙的非经典的强关联特性，已成为量子信息处理过程中必不可少的关键资源。对于A、B两个子系统组成的复合量子体系，如果整个体系的态矢量（A，B）不可能写成子系统态矢量的直积形式，即

(A,B)(A)(B) (2。1-1)文献综述

则称态(A,B)为纠缠态，A、B两子系统是相互纠缠的[4]。这个定义可以扩展到多体系统：若整个系统的量子态不能表示为各个子系统态的直积形式，则多体复合系统处于纠缠态。如果量子体系为混态（用密度矩阵表示）时，则纠缠态的定义要复杂些。以两个子系统组成的混态为例，纠缠混态系统的态密度矩阵满足：

纠缠交换技术[4,5]能够使没有直接相互作用的两个量子系统纠缠起来。由于纠缠交换

使得远距离分布纠缠资源成为可能，所以纠缠交换在量子信息中起着相当重要的作用。文献[4]中利用四个纠缠Bell态对纠缠交换进行简单的描述，假设通信方Alice和Bob相距很远，他们之间共享了两个纠缠Bell态，其中粒子1和4属于Alice，Bob拥有粒子2和3。系统的量子态可以表示为：