[發明專利]基于標記配對相干態和量子存儲的量子密鑰分配方法

在審

• 申請號: 201911042193.6
• 申請日: 2019-10-30
• 公開（公告）號: CN110768794A
• 公開（公告）日: 2020-02-07
• 發明（設計）人: 何業鋒;楊紅娟;王登;李春雨
• 申請（專利權）人: 西安郵電大學
• 主分類號: H04L9/08
• 分類號: H04L9/08
• 代理公司: 61216 西安恒泰知識產權代理事務所
• 代理人: 黃小梧

1.一種基于標記配對相干態和量子存儲的密鑰分配方法，用于使Alice與Bob均獲得共享密鑰，其特征在于，按照以下步驟執行：

步驟1、Alice和Bob利用各自的HPCS光源分別制備糾纏光子對；Alice和Bob利用各自的偏振分束器將各自的糾纏光子對分成休閑光子和信號光子；

Alice和Bob將各自的休閑光子發送給各自的探測觸發器，當Alice和Bob各自的觸發探測器均探測到休閑光子后，執行步驟2；

步驟2、Alice和Bob利用各自的空間光調制器分別對步驟1中各自的信號光子進行軌道角動量編碼；

所述的軌道角動量編碼的規則為隨機選擇B₁基或B₂基對信號光子的軌道角動量值進行編碼，其中B₁＝{|l>,|-l>}，l為隨機整數；

當選擇B1基中的|l>或|-l>進行軌道角動量編碼時，對應的比特信息為“0”或“1”；當選擇B₂基中的或進行軌道角動量編碼時，對應的比特信息為“0”或“1”；

步驟3、Alice和Bob分別將步驟2中編碼后的信號光子發送至各自的強度調制器中進行隨機調制，調制后的信號光子為真空態、誘騙態或信號態；

步驟4、Alice和Bob分別將各自調制后的信號光子發送到Charlie端中Alice和Bob各自對應的量子存儲器中進行量子態存儲；

步驟5、Charlie同時讀取兩個量子存儲器中的量子態后，對兩個量子態執行貝爾態測量，并公布測量結果；

步驟6、Alice和Bob判斷所述的測量結果，當測量結果為成功時，Alice和Bob執行對基選擇判斷雙方在步驟2中軌道角動量編碼是否均選擇了B₁基或B₂基：

當Alice和Bob均選擇了B₁基時，Alice和Bob中的任一方將步驟2中進行軌道角動量編碼時對應的比特信息進行翻轉得到原始密鑰，另外一方直接將步驟2中進行軌道角動量編碼時對應的比特信息作為原始密鑰，從而Alice與Bob均得到數據相同的原始密鑰；

步驟7、Alice和Bob對所述的原始密鑰進行糾錯和保密性放大處理，Alice與Bob均獲得共享密鑰。

2.如權利要求1所述的基于標記配對相干態和量子存儲的密鑰分配方法，其特征在于，所述的步驟2中當選擇B₁基中的|l>或B₂基中的進行軌道角動量編碼時，對應的比特信息為“0”；當選擇B1基中|-l>或B₂基中進行軌道角動量編碼時，對應的比特信息為“1”。

3.如權利要求1所述的基于標記配對相干態和量子存儲的密鑰分配方法，其特征在于，所述的步驟6中當Alice和Bob均選擇了B₂基時，Alice與Bob中的任一方將步驟2中進行軌道角動量編碼時對應的比特信息進行翻轉得到檢測密鑰，另外一方直接將步驟2中進行軌道角動量編碼時對應的比特信息作為檢測密鑰，從而Alice與Bob得到數據相同的檢測密鑰。