[發(fā)明專利]優(yōu)勢(shì)提純的參考系無關(guān)量子密鑰分發(fā)方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202211512178.5
• 申請(qǐng)日: 2022-11-29
• 公開（公告）號(hào): CN115766010A
• 公開（公告）日: 2023-03-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱建榮;張春梅
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江蘇開放大學(xué)（江蘇城市職業(yè)學(xué)院）
• 主分類號(hào): H04L9/08
• 分類號(hào): H04L9/08
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 陳月菊

1.一種優(yōu)勢(shì)提純的參考系無關(guān)量子密鑰分發(fā)方法，其特征在于，所述方法包括量子態(tài)的發(fā)送方和量子態(tài)的接收方，包括如下步驟：

S1、量子態(tài)制備；

S2、量子態(tài)測(cè)量；

S3、基矢比對(duì)；

S4、參數(shù)估計(jì)；

S5、優(yōu)勢(shì)提純；

S6、后處理：量子態(tài)的發(fā)送方和量子態(tài)的發(fā)送方執(zhí)行密鑰協(xié)商、錯(cuò)誤校驗(yàn)和保密放大操作，提取安全密鑰；

其中S1和S2中，量子態(tài)的發(fā)送方的基矢ξ_A∈{Z_A,X_A,Y_A}和量子態(tài)的接收方的基矢ξ_B∈{Z_B,X_B,Y_B}滿足如下關(guān)系：Z_A＝Z_B＝Z,X_B＝X_Acosβ+Y_Asinβ,Y_B＝Y(jié)_Acosβ-X_Asinβ,這里β表示量子態(tài)的發(fā)送方和量子態(tài)的接收方之間參考系的相對(duì)偏轉(zhuǎn)；在使用理想單光子源時(shí)，ZZ基誤碼率Q和統(tǒng)計(jì)量R滿足

執(zhí)行完S6后得到的安全密鑰率公式如下：

并滿足以下約束

q_succ＝(E_μ)^b+(1-E_μ)^b,

p_succ＝(λ₁+λ₂)^b+(λ₃+λ₄)^b,

Q^L≤λ₃+λ₄≤Q^U,

R^L≤(λ₁-λ₂)²≤R^U,

其中，H(x)＝-xlog₂x-(1-x)log₂(1-x)是二進(jìn)制香農(nóng)熵函數(shù)，是信號(hào)態(tài)單光子的概率，Q_μ是Z基信號(hào)態(tài)的總計(jì)數(shù)率，E_μ是優(yōu)勢(shì)提純階段之前Z基信號(hào)態(tài)的量子比特誤碼率是優(yōu)勢(shì)提純階段之后Z基信號(hào)態(tài)的量子比特誤碼率，Y₁^L是Z基下單光子計(jì)數(shù)率的下界，Q^L是Z基下單光子誤碼率的下界，Q^U是Z基下單光子誤碼率的上界，R^L是統(tǒng)計(jì)量R的下界，R^U是統(tǒng)計(jì)量R的上界，f是糾錯(cuò)效率。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，S1中量子態(tài)制備的具體步驟為：每回合，量子態(tài)的發(fā)送方隨機(jī)地選擇一個(gè)比特a∈{0,1}，基矢ξ_A∈{Z_A,X_A,Y_A}以及光強(qiáng)δ∈{μ,ν,ω}；μ對(duì)應(yīng)信號(hào)態(tài)光強(qiáng)，ν對(duì)應(yīng)誘騙態(tài)光強(qiáng)，ω對(duì)應(yīng)真空態(tài)光強(qiáng)；制備量子態(tài)；然后量子態(tài)的發(fā)送方將所述量子態(tài)通過量子信道發(fā)送給量子態(tài)的接收方。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，S2的具體步驟為：量子態(tài)的接收方隨機(jī)地選擇基矢ξ_B∈{Z_B,X_B,Y_B}測(cè)量接收到的量子態(tài)，并記錄測(cè)量結(jié)果。