[发明专利]一种用于连续变量量子密钥分发的协商方法

权利要求书

1.一种用于连续变量量子密钥分发的协商方法，其特征在于，所述协商方法包括：

S1、Alice和Bob选定slice协商算法的量化层数m，将实数区间进行最优划分，获取最优量化区间；

S2、Alice和Bob利用随机的正交矩阵将各自连续变量的原始数据进行旋转；

S3、Bob根据最优量化区间，将其旋转后的数据量化编码为m个比特序列Q₁,Q₂,…,Q_m，分别作为Bob的第1,2,…,m层量化数据，然后采用纠错码分别计算出Q_l,…,Q_m的校验信息S_l,…,S_m，并通过经典信道将Q₁,…,Q_l-1和S_l,…,S_m发送给Alice，1≤l＜m；

S4、Alice计算Q_m的译码初始信息并采用纠错码相应的译码算法，将译码初始信息及S_m作为输入对Bob的第m层量化数据Q_m进行译码；

S5、Alice采用与Bob纠错码相应的译码算法，对Q_l,…,Q_m-1从低层至高层依次进行译码，利用联合概率分布对于第k层量化数据Q_k的译码：Alice利用从经典信道获得的Q₁,…,Q_l-1、低于k层的译码及Q_m的译码以及Alice在S2中旋转后的数据，计算第k层的译码初始信息将及S_k作为译码算法的输入对Bob的第k层量化数据Q_k进行译码；

当k＝l，Alice利用从经典信道获得的Q₁,…,Q_l-1、Q_m的译码以及Alice在S2中旋转后的数据，计算第l层的译码初始信息

当k＝l+1，Alice利用从经典信道获得的Q₁,…,Q_l-1、Q_l,Q_m的译码以及Alice在S2中旋转后的数据，计算第l+1层的译码初始信息

当k＞l+1,Alice利用从经典信道获得的Q₁,…,Q_l-1、Q_l,…,Q_k-1,Q_m的译码以及Alice在S2中旋转后的数据，计算第k层的译码初始信息

S6、Alice根据对Bob的m层量化数据的译码结果，获得与Bob一致的密钥。

2.根据权利要求1所述的用于连续变量量子密钥分发的协商方法，其特征在于，所述S2包括：

S21、Alice和Bob将各自的原始数据中每d个数据作为一组划分成若干个d维向量；

S22、Bob随机产生长度d的比特串B＝{b_i}^d并从d-1维单位球面上随机选择一个与相邻的点然后计算出满足的正交矩阵M发送给Alice，并利用正交矩阵M将原始数据Y旋转为Y′＝MY，其中T＝{t_i}^d，y_i表示Alice的原始数据Y中一个数据y_i；

S23、Alice利用接收到的正交矩阵M对原始数据X进行相同的变换，获得数据X′＝MX。

3.根据权利要求1所述的用于连续变量量子密钥分发的协商方法，其特征在于，S4中，Q_m的初始信息为：

S_nr为量子信道信噪比，X表示Alice的原始数据，x′_i表示X′中的一个数据，X′表示原始数据X旋转后的数据。

4.根据权利要求1所述的用于连续变量量子密钥分发的协商方法，其特征在于，所述S5中，Bob的第l至第m-1层量化数据的译码初始信息为：

τ⁰表示满足的量化区间的集合；

τ¹表示满足的量化区间的集合；

y表示实数轴上的积分变量，Q_1,…,k-1,m(y)表示y的第1,…,k-1,m层量化数据，δ表示Alice的信号调制方差，σ表示信道噪声方差，[τ_a-1,τ_a]为集合τ⁰中的一个量化区间，[τ_b-1,τ_b]为集合τ¹中的一个量化区间。