[发明专利]基于光子减法的接收机中的量子密钥分配方法及装置

权利要求书

1.一种量子密钥分配方法，其特征在于，包括：

A步骤，在发送机中通过量子信道发送已编码的密钥的量子态；

B步骤，在接收机中从通过所述量子信道接收到的所述量子态执行光子减法，然后应用选择的正交对接收到的所述量子态执行状态检测；以及

C步骤，在所述发送机中应用通过公共信道从所述接收机接收到的所述正交对所述量子态执行状态检测，

所述B步骤包括：

将所述量子态存储在量子存储器中的步骤；

在所述量子态被存储在所述量子存储器中的期间，根据所述量子信道的噪声水平来确定要执行的目标光子数减法的步骤；

利用分束器对所述量子态的反射光和参考光的透射光执行所述光子减法的步骤；以及

在执行所述光子减法的过程中，在预定的时间内执行所述目标光子数减法时，控制为执行所述状态检测的步骤。

2.根据权利要求1所述的量子密钥分配方法，其特征在于，

在所述接收机中，根据在执行所述状态检测之前是否执行了所述光子减法来预先确定是否因窃听者而所述量子信道中的所述量子态改变，从而防止所述密钥暴露于所述窃听者，提高密钥生成率。

3.根据权利要求1所述的量子密钥分配方法，其特征在于，

所述量子态是包括压缩态或相干态的单一量子态。

4.根据权利要求1所述的量子密钥分配方法，其特征在于，

所述量子态是量子纠缠态，

在A步骤中发送利用分束器生成的量子纠缠态的一部分输出，

在C步骤中对所述分束器的剩余输出执行状态检测。

5.一种量子密钥分配装置，其特征在于，包括：

发送机，通过量子信道发送与编码的密钥有关的量子态；以及

接收机，在从通过所述量子信道接收到的所述量子态执行光子减法之后，应用选择的正交对接收到的所述量子态执行状态检测，

所述发送机应用通过公共信道从所述接收机接收到的所述正交对所述量子态执行状态检测，

所述接收机用于，

将所述量子态存储在量子存储器中；

在所述量子态被存储在所述量子存储器中的期间，根据所述量子信道的噪声水平来确定要执行的目标光子数减法；

利用分束器对所述量子态的反射光和参考光的透射光执行所述光子减法；以及

在执行所述光子减法的过程中，在预定的时间内执行所述目标光子数减法时，控制为执行所述状态检测。

6.一种用于接收分配的量子密钥的接收机，其特征在于，包括：

量子存储器，存储与从发送机接收的已编码的密钥有关的量子态，

光子减法器，从所述量子存储器输出的量子态执行光子减法；以及

光检测部，根据光的量子态生成位信息，

所述光子减法器在执行所述光子减法之后产生状态检测控制信号，控制光检测部应用选择的正交以对所述量子态执行状态检测，

所述发送机应用通过公共信道接收的所述正交以对所述量子态执行状态检测，

所述光子减法器用于，

在所述量子态被存储在所述量子存储器中的期间，根据量子信道的噪声水平来确定要执行的目标光子数减法；

利用分束器对所述量子态的反射光和参考光的透射光执行所述光子减法；以及

在执行所述光子减法的过程中，在预定的时间内执行所述目标光子数减法时，控制为执行所述状态检测。

7.一种用于分配量子密钥的发送机，其特征在于，包括：

发送部，通过量子信道发送与已编码的密钥有关的量子纠缠态的一部分；

量子存储器，存储所述量子纠缠态的除了所述一部分之外的剩余部分；以及

光检测部，根据光的量子态生成位信息，

从接收机通过所述量子信道接收的所述量子纠缠态的所述一部分执行光子减法之后，应用选择的正交对所述量子纠缠态的所述一部分执行状态检测，

所述光检测部应用通过公共信道从所述接收机接收的所述正交对所述量子纠缠态的除了所述一部分之外的剩余部分执行状态检测，

所述接收机用于，

将所述量子态存储在所述量子存储器中；

在所述量子态被存储在所述量子存储器中的期间，根据所述量子信道的噪声水平来确定要执行的目标光子数减法；

利用分束器对所述量子态的反射光和参考光的透射光执行所述光子减法；以及

在执行所述光子减法的过程中，在预定的时间内执行所述目标光子数减法时，控制为执行所述状态检测。