1基本信息

 

姓 名： 刘斌

性 别： 男

职 称： 副教授(博导、硕导)

职 务：

电 话：

办公地点： 主教2010

E-mail： binliu@cqu.edu.cn

 

研究方向： 量子信息及其在密码学中的应用；量子计算及其在网络安全、机器学习等领域的应用。

招生信息： 招收计算机、数学、物理等专业硕士研究生。

 

 

2个人简介：

 

个人简历：刘斌，山西太原人，北京邮电大学数学与应用数学学士、密码学博士。主要从事量子密码领域的研究工作，研究方向是量子密码协议的设计与分析，包括量子密钥分发的安全性分析、量子保密查询的实用化进程以及信息论安全的量子位置认证可行性分析等；在包括《Physical Review A》《Optics Express》《IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics》《IEEE Transaction on Computer》等国际著名期刊上发表SCI检索论文40余篇，其中第一作者论文15篇，非一作的通信作者论文10篇，SCI总引用次数达1600余次，H因子20。2016年入选首届“博士后创新人才支持计划”；2017年获首届“中国密码学会优秀博士学位论文”；2018、2019、2024年分别获得上一年度“《中国科学：物理学 力学  天文学》年度优秀论文”。2019年、2020年借调教育部科技发展中心。2023年8月-2026年7月赴石河子大学援疆（中组部第十一批援疆计划）。

 

自我描述：佛系、随性，科研上的idea很多，也乐于专研问题，但是疲于甚至有些抵触攥写论文（懒+不擅长对成果的包装+厌恶写英文Introduction）；可以半年研究&攥写3篇论文，也有两年不写1篇的时候。

爱好长距离跑步，参加过60余次全程马拉松，10次100公里以上距离的越野赛。喜欢玩游戏，初三开始接触电脑游戏，高考前一个多月开始沉迷魔兽世界，目前偶尔玩玩《文明6》、《原神》和《崩坏·星穹铁道》，后面会试一下绝区零和黑神话悟空。

与人相处时尊重他人的意见，习惯先考虑别人的立场和诉求，不习惯给人下命令。

 

招生说明：如果你与我性格相仿或者兴趣相投，那么我们一定会相处得很愉快；如果你与我性格互补（如果你勤奋、踏实、认真），那我们的组合会发挥1+1>>2的效果。

如果你有继续读博的计划，无论校内还是校外，国内还是国外，那么我会是你的神助攻；如果你计划毕业后直接工作，那么……我助攻你毕业吧=。=b

最后也是最重要的：按照目前学院的毕业要求，在我这里基本不需要为小论文发愁，目前已指导本科生发表SCI论文5篇（论文目录22、23、26、28、29）。最后以一个上古原神梗结束吧：我以前一直是不干正事的巴巴托斯，现在想学一下至冬国女皇，来当我的执行官吧。

Ps：我的研究方向的正经说明见第4部分。

Ps2：我这边的研究和项目不需要编程语言的熟练掌握，懂最简单的算法即可，不过你的编程能力得通过学院复试。

 

 

 

3学术成果

 

论文(部分已发表SCI论文，截止2024年5月)

[30] Liu B, Liang Z H, Huang W, Gao F, Yuan J Y, Xu B J. Decoy-state quantum-key-distribution-based quantum private query with error tolerance bound. Physical Review A, 109, 2024.

[29] Jiao Y F, Huang W, Liu B, Shao W Z, Shen Z D, Xu B J. Analysis and protection to user privacy in quantum private query with non-ideal light source.  Quantum Information Processing, 23(4), 133, 2024.

[28] Qin L Z, Liu B, Gao F, Huang W, Xu B J, Li Y. Decoy-state quantum private query protocol with two-way communication. Physica A-Statistical Mechanics And Its Applications, 633, 129427,2024.

[27] Liu C B, Yu L A, Liu B, Wang D, Yang J A. A group decision-making and optimization method based on relative inverse number. Information Sciences, 644, 119327, 2023

[26] Wang S H, Liu B, Huang W, Xu B J, Li Y. Memory-free quantum secret sharing protocol with collective detection. Quantum Information Processing, 22(5), 181, 2023.

[25] Liu B, Xia S, Xiao D, Huang W, Xu B J, Li Y. Decoy-state method for quantum-key-distribution-based quantum private query. Science China-Physics Mechanics & Astronomy, 65(4), 240312, 2022.

[24] Pan Y, Wang H, Shao Y, Pi Y D, Li Y, Liu B, Huang W, Xu B J. Experimental demonstration of high-rate discrete-modulated continuous-variable quantum key distribution system. Optics Letters, 47(13), 3307-3310, 2022.

[23] Xiong Q L, Hou F, Liu B, Huang W, Xu B J, Li Y. Authenticated QKD Based on Orthogonal States. International Journal of Theoretical Physics, 61(5), 151, 2022.

[22] Qian Y, Gui C, Liu B, Huang W, Xu B J. Quantum Identity Authentication Based on Round Robin Differencial Phase Shift Communication Line. International Journal of Theoretical Physics, 61(2), 44, 2022.

[21] Liu B, Gao Z F, Xiao D, et al. Quantum identity authentication in the orthogonal-state-encoding QKD system. Quantum Information Processing, 18(5), 137, 2019.

[20] Liu B, Gao Z F, Xiao D, et al. Quantum Identity Authentication in the Counterfactual Quantum Key Distribution Protocol, Entropy, vol. 21, no. 5, Art no. 518, May 2019.

[19] Liu B, Gao Z F, Xiao D, et al. QKD-Based Quantum Private Query Protocol in the Single-Photon Interference Communication System, IEEE Access, vol. 7, pp. 104749-104758, 2019.

[18] Wei C Y, Cai X Q, Liu B, et al. A generic construction of quantum-oblivious-key-transfer-based private query with ideal database security and zero failure. IEEE Transactions on Computers, 67(1), 2018, 2-8.

[17] Liu B, Xiao, D, Huang, W, et al. Quantum private comparison employing single-photon interference.Quantum Information Processing, 16(7), 2017, Unsp 180.

[16] Liu B, Xiao, D, Huang, W, et al. Comment on ``Quantum oblivious set-member decision protocol''. Physical Review A, 93(3), 2016, 036301. [15] Liu B, Xiao, D, Jia, H-Y, et al. Collusive attacks to “circle-type” multi-party quantum key agreement protocols. Quantum Information Processing, 2016, 15: 2113–2124.

[14] Gao F, Liu B, Huang W, et al. Postprocessing of the Oblivious Key in Quantum Private Query. Ieee Journal of Selected Topics in Quantum Electronics, 21(3), 2015, 11 6600111.

[13] Liu B, Gao, F, Huang, W, et al. QKD-based quantum private query without a failure probability.Science China-Physics Mechanics & Astronomy, 58(10), 2015, 6 100301.

[12] Liu B, Gao, F, Huang, W, et al. Controlling the key by choosing the detection bits in quantum cryptographic protocols. Science China-Information Sciences, 58(11), 2015, 112110.

[11] Liu B, Gao, F, Qin, S J, et al. Choice of measurement as the secret. Physical Review A, 89(4), 2014, 042318.

[10] Huang W, Wen Q Y, Liu B, et al. Quantum anonymous ranking. Physical Review A, 89(3), 2014, 13 032325.

[9] Zhang J L, Guo F Z, Gao F, Liu B, et al. Private database queries based on counterfactual quantum key distribution. Physical Review A, 88(2), 2013, 8 022334.

[8] Gao F, Liu B, Zhang W W, et al. Is quantum key distribution suitable for steganography? Quantum Information Processing, 12(1), 2013, 625-630.

[7] Liu B, Gao, F, Huang, W, et al. Multiparty quantum key agreement with single particles. Quantum Information Processing, 12(4), 2013, 1797-1805.

[6] Liu B, Gao, F, Jia, H Y, et al. Efficient quantum private comparison employing single photons and collective detection. Quantum Information Processing, 12(2), 2013, 887-897.

[5] Zhang W W, Gao F, Liu B, et al. A watermark strategy for quantum images based on quantum fourier transform. Quantum Information Processing, 12(2), 2013, 793-803.

[4] Zhang W W, Gao F, Liu B, et al. A Quantum Watermark Protocol. International Journal of Theoretical Physics, 52(2), 2013, 504-513.

[3] Gao F, Liu B, Wen, Q Y, et al. Flexible quantum private queries based on quantum key distribution. Optics Express, 20(16), 2012, 17411-17420.

[2] Liu B, Gao, F, Wen, Q Y. Eavesdropping and Improvement to Multiparty Quantum Secret Sharing with Collective Eavesdropping-Check. International Journal of Theoretical Physics, 51(4), 2012, 1211-1223.

[1] Liu B, Gao, F, Wen, Q Y. Single-Photon Multiparty Quantum Cryptographic Protocols with Collective Detection. Ieee Journal of Quantum Electronics, 47(11), 2011, 1383-1390.

 

项目

作为负责人负责的主要项目包括：

1. 量子不经意密钥分发的实际安全性研究 国家自然科学基金

2. 量子身份认证实用化进程中的系列关键问题研究 重庆市自然科学基金

3. XXXXXXXX 装备预研重点实验室基金

4. 量子保密查询理论与实际安全性研究 博士后基金面上项目

5. 基于相位编码的QPQ的设计与实现 重庆市博士后特别资助

6. 实用化量子身份认证研究 一般横向项目

 

获奖

2016年 北京邮电大学优秀博士学位论文

2016年 度“博士后创新人才支持计划”（首届）

2017年 中国密码学会优秀博士学位论文（首届）

2018年 《中国科学：物理学 力学  天文学》2017年度优秀论文

2019年 《中国科学：物理学 力学  天文学》2018年度优秀论文

2020年 第二十届全国科技评价学术研讨会表扬论文（借调教育部期间在管理学方向的研究）

2024年 《中国科学：物理学 力学  天文学》2023年度优秀论文

 

 

 

4其他

 

量子信息研究简介（写于2017年）

 

量子技术在计算和通信领域的发展概况

本世纪内，量子技术必定在通信和计算领域带来巨大的变革。近几年IBM、Google、阿里巴巴等公司相继投入大量经费研究量子计算，部分专用量子计算机已经实现商用，通用量子计算机的研发也正在加速；很多国家相继建成了的量子通信网络，2016年我国发射了全球首颗“墨子号”量子科学实验卫星。伴随着大量人力财力的投入，信息领域量子革命正向我们走来，可能还需要十几年，也可能还需要几年，也许就在明天！

量子计算的优势

量子技术在计算领域的应用主要基于量子比特的叠加性质。

一个经典的比特（bit）只有一个状态，要么是0，要么是1；而一个量子比特（qubit）可以同时表示0和1。

简单推广一下，n个bit只能表示一种n位二进制序列；而n个qubit可以同时表示所有2^n种n位二进制序列。

这样，对n个量子比特的所代表的数据进行一次计算，就相当于经典计算机中进行了2^n次计算，这就是量子并行计算的优势所在；虽然在理论上我们并不能将这2^n种计算结果全部有效提取，但可以通过巧妙的量子变换，大概率地提取到满足设计要求的那些结果，这也是量子计算的可行之处。最著名的量子算法有两个：

一个是可用于大整数分解的Shor算法，将指数级的计算复杂度降到了多项式级；Shor算法也使得目前被广泛应用的RSA公钥密码体制在量子计算机面前彻底失效。

另一个是Grove量子搜索算法，将无序搜索的时间复杂度由N降为√N；在信息安全领域，这对分组密码构成了一定威胁，相当于密钥长度减半。

研究表明，量子计算将在信息安全、人工智能、最优化以及天气预测等领域带来巨大变革。

此外，量子计算的大部分过程是酉变换，是可逆的，这种过程原则上不会引起熵的增加，即没有能量消耗。因此，量子计算不但能在很多领域大大提升运算速度，还可能成为一种更加节能和环保的计算方式。

量子通信的优势

量子技术在通信领域的应用主要基于量子态的测不准原理。比如我们无法同时知道一个粒子准确速度和确切位置：对速度的测量肯定会干扰位置信息，对位置的测量也会必然干扰速度信息。利用这一点，我们可以设计保密性更强、更加安全的通信方案。

基于测不准原理，量子通信与经典通信的一个显著区别在于：在经典通信中，被动攻击（即对信道中信息的窃听）是难以检测的；而在量子通信中，我们不但可以检测出是否存在窃听者，还可以计算窃听者获取了多少信息，这样就可以通过“保密放大”手段压缩掉窃听者已获得的信息，实现无条件安全的保密通信协议。

最早的量子保密通信协议是1984年提出的，墨子号的一项重要职能就是实现卫星到地面的自由空间内的这种协议。

此外，量子信息还有很多特别之处。例如经典信息论中，条件熵是大于或等于0的：等于0意味着两个事件是独立的；大于0意味着两个事件是有一定关联性的，从一个事件的结果可以推测出另一个事件的信息；在量子信息论中，条件熵还可以为负值，负的条件熵与量子世界中另一个神奇的现象有关——量子纠缠。A、B两个事件的条件熵为负，当且仅当A、B之间存在纠缠。

最基本的量子纠缠是指两个彼此分离的量子态，如果对其中一个进行测量得到某个测量结果（结果是完全随机的），那么另一个的测量结果就确定了（如果单独对这个量子态测量，测量结果原本也应该是随机的）。

从纠缠的这个性质出发，可以实现一种被称为“隐形传态”的技术，就是《星际迷航》中那种瞬间转移的技术。理论上，不同人之间的区别在于体内原子分子之间的联系不同，即构成这个人的所有微观粒子之间的组合和关联信息；而单独看这些基本原子分子，不同的人之间并无区别。所以，一个人的本质就是构成这个人物质之间的组合和关联信息，而不在于构成这个人的物质本身（通过新陈代谢，人体物质每天都在变化，而物质之间的组成和关联确是稳定的）。利用“隐形传态”技术，可以将某个人的这些信息以光速传到远方，然后在远方进行重组，实现“光速旅行”（注意，由于这些信息本身是量子的，经典信息无法准确描述；事实上，准确描述一个qubit状态就可能需要无限的经典信息，所以“瞬间转移”这种技术只有量子通信才可以实现）。当然，这种技术与量子计算相比，离我们更加遥远。目前只能做到光子和原子级别的“隐形传态”。“墨子号”的另一项任务就是进行天地之间的量子“隐形传态”实验。

量子计算和量子通信的原理和技术看似高深，但并不是所有相关研究都需要精通量子力学等物理基础。量子计算和量子通信的一些理论研究更加依赖计算机和数学知识，如Turing机、计算复杂性、矩阵论等等。对于没有物理背景的初学者，即使没有系统学习过量子力学，只要掌握了量子力学的数学模型，也可以很好地展开对量子计算和量子信息的初步学习和研究。

欢迎有兴趣的同学和老师就相关问题与我一同探讨学习~