[发明专利]基于两种不同粒子状态的双向量子密钥分发方法

权利要求书

1.基于两种不同粒子状态的双向量子密钥分发方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、第一协议方Alice随机生成二进制字符串SA＝{Sa₁,Sa₂,...,Sa_I}，并根据二进制字符串SA中的字符Sa_i制备对应的单光子态粒子；其中i＝1,2,...,I；I＝4n；Sa_i∈{0,1}，n为最后得到密钥的长度；

S2、第一协议方Alice对制备完成的单光子态粒子随机进行H操作或I操作，并将H操作或I操作后得到的粒子发送给第二协议方Bob；

S3、第二协议方Bob对接收到的粒子进行H操作或I操作，并对H操作或I操作后得到的粒子进行Z基测量，得到粒子具体的量子态，并进行窃听检测；

S4、第一协议方Alice和第二协议方Bob进行讨论，保留使用相同操作的粒子，同时第一协议方Alice更新二进制字符串SA，第二协议方Bob获取二进制字符串SA；

S5、第二协议方Bob随机生成二进制字符串SB＝{Sb₁,Sb₂,...,Sb_J}，并根据二进制字符串SA中的字符Sa_i和二进制字符串SB中的字符Sb_j制备对应的Bell态粒子；其中j＝1,2,...,J；J＝2n；Sb_j∈{0,1}；

S6、第二协议方Bob对制备完成的Bell态粒子进行H操作后发送给第一协议方Alice；

S7、第一协议方Alice将接收到的粒子还原为第二协议方Bob制备的Bell态粒子，并进行Bell基测量，获取二进制字符串SB；

S8、第一协议方Alice将Bell基测量的一半结果公开，进行窃听检测，同时第一协议方Alice和第二协议方Bob更新二进制字符串SB；

S9、第一协议方Alice和第二协议方Bob得到对方的密钥，双方结合对方的密钥和自己的密钥进行通信；

所述步骤S1中第一协议方Alice根据二进制字符串SA中的字符Sa_i制备对应的单光子态粒子的具体方法为：

若Sa_i＝0，则第一协议方Alice制备单光子态粒子|0；若Sa_i＝1，则第一协议方Alice制备单光子态粒子|1；

所述步骤S2和S3中H操作具体为：将单光子态粒子|0转变为|+，将单光子态粒子|1转变为|-；

所述步骤S2和S3中I操作具体为：保持单光子态粒子|0和|1不变；

所述步骤S5中第二协议方Bob根据二进制字符串SA中的字符Sa_i和二进制字符串SB中的字符Sb_j制备对应的Bell态粒子的具体方法为：

若Sa_i＝0,Sb_j＝0，则第二协议方Bob制备Bell态粒子|Φ⁺；若Sa_i＝0,Sb_j＝1，则第二协议方Bob制备Bell态粒子|Φ^-；若Sa_i＝1,Sb_j＝0，则第二协议方Bob制备Bell态粒子|Ψ⁺；若Sa_i＝1,Sb_j＝1，则第二协议方Bob制备Bell态粒子|Ψ^-；

所述步骤S6中H操作具体为：将Bell态粒子|Φ⁺转变为叠加态粒子将Bell态粒子|Φ^-转变为叠加态粒子将Bell态粒子|Ψ⁺转变为叠加态粒子将Bell态粒子|Ψ^-转变为叠加态粒子