[发明专利]基于Bell纠缠态的半量子对话方法

权利要求书

1.一种基于Bell纠缠态的半量子对话方法，共包括以下五个过程：

S1)Alice制备4N个Bell纠缠态都处于|Φ⁺_HT，其中H和T代表每个Bell纠缠态的两个粒子；然后Alice将这些Bell纠缠态分成两个粒子序列，S_H和S_T，其中S_H由这些Bell纠缠态的所有H粒子构成，S_T由这些Bell纠缠态的所有T粒子构成；最后，Alice将S_T发送给Bob并将S_H保存在自己手中；

S2)为了检查S_T的传送是否安全，Bob从S_T中随机挑选出一半粒子；对于每个被选中的粒子，Bob随机选择返回它，这种行动被称为“CTRL”，或用Z基测量它并返回相同的量子态，这种行动被称为“SIFT”；Alice用一个存储器暂时保管接收到的粒子；在听到Alice收到的消息后，Bob宣布哪些粒子他选择进行CTRL和哪些粒子他选择进行SIFT；S_T中Bob选择进行CTRL的粒子被称为T_CTRL，S_T中Bob选择进行SIFT的粒子被称为T_SIFT；S_H中T_CTRL和T_SIFT的相应粒子分别被称为H_CTRL和H_SIFT；而且，将S_T中除T_CTRL和T_SIFT外的粒子构成的粒子序列称为S'_T，将S_H中除H_CTRL和H_SIFT外的粒子构成的粒子序列称为S'_H；换句话说，S'_T＝S_T-T_CTRL-T_SIFT和S'_H＝S_H-H_CTRL-H_SIFT；为了检测CTRL粒子的错误率，Alice对H_CTRL和T_CTRL的每对粒子施加Bell基测量并将她的测量结果与制备的相应初始态进行比较；Alice的测量结果应当总是|Φ⁺_HT；为了检测SIFT粒子的错误率，Alice对H_SIFT的每个粒子和T_SIFT的相应粒子施加Z基测量；而且，Bob公布他对T_SIFT每个粒子的测量结果；Alice比较这些测量结果；对于每个SIFT粒子，这些测量结果应当都一样；如果CTRL粒子的错误率或SIFT粒子的错误率高于事先所定的阈值，通信将被终止，否则，通信将被继续；

S3)Bob从S'_T中随机挑选出一半粒子用于编码他的秘密消息；被选中的粒子被称为T_CODE，S'_T中除T_CODE外的粒子被称为T′_CTRL；S'_H中T_CODE和T′_CTRL的相应粒子分别被称为H_CODE和H'_CTRL；T′_CTRL＝S'_T-T_CODE和H'_CTRL＝S'_H-H_CODE；Bob根据以下规则对T_CODE中的粒子编码他的秘密消息：如果他的第i个秘密比特为0，他用Z基测量T_CODE的第i个粒子并制备一个新的粒子处于相同的量子态；如果他的第i个秘密比特为1，他用Z基测量T_CODE的第i个粒子并制备一个新的粒子处于相反的量子态；这里，i＝1,2,…,N；Bob编码后的T_CODE的粒子被表示为在结束编码后，Bob将和T′_CTRL一起发送给Alice；

S4)Bob公布T_CODE中粒子的位置；为了检测和T′_CTRL的传输安全性，Alice对H'_CTRL和T′_CTRL的每对粒子施加Bell基测量并将她的测量结果与制备的相应初始态进行比较；Alice的测量结果应当总是|Φ⁺_HT；如果错误率高于事先所定的阈值，通信将被终止，否则，通信将被继续；

S5)Alice根据以下规则对中的粒子编码她的秘密消息：如果她的第i个秘密比特为0，Alice保持的第i个粒子不变；如果她的第i个秘密比特为1，Alice对的第i个粒子施加酉操作σ_x；这里，i＝1,2,…,N；Alice编码后的的粒子被称为然后，Alice用Z基测量中的所有粒子并向Bob公布她的测量结果；根据Alice对中的粒子的测量结果的宣布、他自己在步骤S3中对T_CODE中的粒子的Z基测量结果以及他自己的秘密消息，Bob能读出Alice的秘密消息；为了解密出Bob的秘密消息，Alice用Z基测量H_CODE中的粒子；根据她自己对H_CODE和中的粒子的测量结果以及她自己的秘密消息，Alice能读出Bob的秘密消息。