[发明专利]基于量子信息压缩在噪声情况下的保密通信方法及系统

说明书

本发明公开了基于量子信息压缩在噪声情况下的保密通信方法及系统，包括：利用量子信息压缩方法对量子信息进行压缩，在传输信道安全检测信息的同时也传输压缩后的有效信息，并记录压缩位置；将信道检测信息与有效信息进行组合传输给Bob，等待Bob返回信道确认帧ACK；传输相应的解压缩内容，进行有效信息的解码工作。将传统量子保密通信协议进行改进，将原先的两步通信改为一步传输，在传输信道安全检测信息的同时也传输压缩后的有效信息，节省一半的传输时间。这两类操作可以将信息传输效率提升到新的高度，是具有实际意义的。

技术领域

本发明属于领域，尤其涉及基于量子信息压缩在噪声情况下的保密通信方法及系统。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

量子保密通信是量子信息研究的一个主要内容，具有很好的应用前景。传统的量子通信需要借助量子密钥，量子密钥分发的结果是通信双方共享一组由二进制随机序列组成的密钥。而量子保密通信放弃了对密钥的使用，双方之间直接进行信息的传输，这样做能够有效提高传输效率，进一步节省传输时间。

发明人在研究中发现，传统的量子保密通信摒弃了对密钥的使用，但是还没有实现一步通信，也没有对要传输的量子信息进行压缩操作从而进一步提高传输效率。

另外，在量子信息传输时会涉及噪声情况存在的情况，因此，在该种情况下，本申请所解决的技术问题是：

第一，如何对任意量子态信息进行分段，从而确定信息维数再进行下一步的压缩。

第二，如何将信道检测信息与压缩后的信息进行分段再组合操作。

发明内容

为克服上述现有技术的不足，本发明提供了基于量子信息压缩在噪声情况下的保密通信方法，本专利提出利用量子信息压缩算法对量子信息进行压缩，从而减少要传输的比特数，并更改了传输方式，使得信道检测信息与有效信息能够完成一步传输，从而进一步提高传输效率。

为实现上述目的，本发明的一个或多个实施例提供了如下技术方案：

基于量子信息压缩在噪声情况下的保密通信方法，包括：

利用量子信息压缩方法对量子信息进行压缩，在传输信道安全检测信息的同时也传输压缩后的有效信息，并记录压缩位置；

将信道检测信息与有效信息进行组合传输给Bob，等待Bob返回信道确认帧ACK；

传输相应的解压缩内容，进行有效信息的解码工作。

进一步的技术方案，组合信息进行传输时，压缩后的有效信息与用来信道检测的信息进行组合，把单光子作为载体，发送给Bob，Alice公开信道检测信息的所有内容，Bob端收到信息以后，将检测信息与Alice公开的内容进行对比，从而计算出信道误码率。

进一步的技术方案，信道误码率与阈值进行比较判断，若量子信道是安全的，进行下一步的传输，若量子信道是不安全的，需要进行信道的替换，并舍弃已传输的有效信息。

进一步的技术方案，在量子信道安全得到保证的前提下，Bob向Alice反馈一个信道确认帧ACK,确认帧是表明信道是安全的可以进行下一步传输的信号，在接收到信道确认帧以后，Alice通过经典信道将解码内容传输给Bob。

进一步的技术方案，传输解码内容，还原有效信息时，若第三位量子比特的处理结果是0，证明传输的是典型态信息；若第三位量子比特的处理结果是1，证明传输的是非典型态信息，Alice通过经典信道向Bob传输相对应的解码内容。

进一步的技术方案，Bob端通过幺正逆变换进行对应的还原操作。

本发明还提供了基于量子信息压缩在噪声情况下的保密通信系统，包括：