[發明專利]基于一個共享輔助邏輯Bell態的抗集體退相位噪聲魯棒量子對話方法

有效

• 申請號: 201410355955.9
• 申請日: 2014-07-22
• 公開（公告）號: CN104104498B
• 公開（公告）日: 2017-05-03
• 發明（設計）人: 葉天語
• 申請（專利權）人: 浙江工商大學
• 主分類號: H04L9/00
• 分類號: H04L9/00;H04L29/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于一個共享輔助邏輯Bell態的抗集體退相位噪聲魯棒量子對話方法，利用每個由四物理量子比特構成的四個邏輯Bell態對抗集體退相位噪聲；通過從一個通信方向另一個通信方直接兩步傳送輔助邏輯Bell態來克服信息泄露問題；利用Bell態測量而非四量子比特聯合測量進行解碼；對竊聽者的主動攻擊，如截獲-重發攻擊、測量-重發攻擊、糾纏-測量攻擊和木馬攻擊，具有良好的安全性；共包括以下五個過程：

S1)Alice對傳輸量子態的制備和對第一次竊聽檢測的準備：Alice產生一個由2N個邏輯Bell態組成的傳輸量子態序列，即S＝{(A₁，B₁)，(A₂，B₂)，…，(A_t，B_t)，…(A_2N，B_2N)}，其中A_t和B_t(t＝1，2，…，2N)分別為第t個邏輯Bell態的第1和第2個邏輯量子比特；而且，Alice事先使每兩個相鄰的邏輯Bell態(A_2n-1，B_2n-1)和(A_2n，B_2n)(n＝1，2，…，N)處于相同的隨機處于四個量子態之一的量子態；Alice從每個邏輯Bell態挑選出第1個邏輯量子比特來組成一個新的序列S_A＝{A₁，A₂，…，A_2N-1，A_2N}，剩余的邏輯量子比特構成另一個新的序列S_B＝{B₁，B₂，…，B_2N-1，B_2N}；為了竊聽檢測，Alice制備足夠的隨機處于四個量子態{|0_dp>，|1_dp>，|+_dp>，|-_dp>}之一的誘騙邏輯量子比特；然后，Alice將它們與S_B隨機地混合來構成一個新序列S′_B；最后，Alice將S′_B發送給Bob，并將S_A保留在自己手中；

S2)第一次竊聽檢測：在Alice確認Bob成功收到后，他們開始公開討論；Alice向Bob公開那些誘騙邏輯量子比特的位置和制備基；然后，Bob用Alice告訴的基測量那些誘騙邏輯量子比特，并向Alice宣布他的測量結果；Alice 能容易地通過比較那些誘騙邏輯量子比特的初態和Bob對它們的測量結果估計出錯誤率；如果錯誤率不合理地高，通信被放棄，否則，通信被繼續；

S3)Alice的編碼和對第二次竊聽檢測的準備：根據她的第n個兩比特秘密信息(i_n，j_n)，Alice對邏輯量子比特A_2n-1施加復合酉操作進行編碼，其中i_n，j_n∈{0，1}，n∈{1，2，…，N}；相應地，S_A被轉變為 為了竊聽檢測，Alice制備足夠的隨機處于四個量子態{|0_dp>，|1_dp>，|+_dp>，|-_dp>}之一的誘騙邏輯量子比特，并將它們與S′_A隨機混合來構成一個新序列S″_A；然后，Alice將S″_A傳送給Bob；

S4)第二次竊聽檢測：在Alice確認Bob成功收到后，他們執行與第一次竊聽檢測一樣的公開討論；

S5)Bob的編碼和他們的解碼：Bob分別丟棄S′_B和S″_A中所有的誘騙邏輯量子比特；這樣，S′_B和S″_A被分別改變為S_B和S′_A；然后，根據他的第n個兩比特秘密信息(k_n，l_n)，Bob對S′_A中的邏輯量子比特施加復合酉操作 進行編碼，其中k_n，l_n∈{0，1}，n∈{1，2，…，N}；相應地，S′_A被轉變為 在手上擁有兩個序列S_B和S″′_A后，Bob按順序從每個序列挑選出一個邏輯量子比特，并將兩個相鄰的邏輯Bell態保存為一組；也就是說，第n組為 對于第n組的每個邏輯Bell態，Bob對第一和第三個量子比特、第二和第四個量子比特施加兩個Bell態測量；然后，Bob公開他對第一個邏輯Bell態的測量結果；根據Bob的公布和她的復合酉操作Alice能夠解碼出Bob的兩比特秘密信息，既然她自己制備 (A_2n-1，B_2n-1)；類似地，Bob能讀出Alice的兩比特秘密信息，因為他從對(A_2n，B_2n)的測量知道(A_2n-1，B_2n-1)的初態。