[发明专利]基于多种信道组合的量子对话方法

说明书

本发明公开了一种基于多种信道组合的量子对话方法，包括两个通信方Alice和Bob共享密钥K，Alice拥有4n比特的第一秘密信息，Bob拥有3n比特的第二秘密信息；通信方Alice与Bob之间采用Cluster态和GHZ态信道组成的混合信道进行量子对话；利用纠缠交换、pauli变换、量子编码、投影测量技术实现Alice的4n比特秘密信息和Bob的3n比特秘密信息进行不对称信息量的安全对话。本发明在混合的量子信道下实现了灵活的非对称的量子对话，技术实现具有便捷性和可行性，且能通过诱骗光子检测保证对话安全性。本发明还具有有效的传输效率，更满足量子对话的一般场景需求。

技术领域

本发明涉及量子通信技术领域，具体涉及一种基于多种信道组合的量子对话方法。

背景技术

量子通信是量子信息学的一个重要分支，是量子信息中研究较早的领域。量子通信以量子态作为信息单元来实现信息的有效传送。但是最早提出的量子安全直接通信方案只能实现通信双方单向的秘密消息传送，很少有实现双向量子安全直接通信的。2004年，Nguyen提出了第一个BQSDC(Bidirectional quantum secure direct communication)协议的方案，通过Bell态实现了通信双方同时交换秘密信息。从此，量子对话协议的研究成为量子通信领域的一个热点。 2007年，杨宇光和温巧燕提出了一种准安全的量子对话协议；2009年，Shi和 Xi等提出了一种改进的利用EPR对实现的量子对话协议，2010年，他们又提出了一种用单光子实现的量子对话协议，Gao Gan利用Bell态纠缠交换提出了两种可以克服信息泄露的量子对话协议。然而，在提出的量子对话方案，大多采用单一的量子态作为量子信道，且通信双方的对话是对称的，他们交换着相同比特数的秘密信息。而在实际的通信过程中，通信双方所发送的秘密信息的容量一般是不对称的。因此，现有技术中的量子对话协议难以满足实际通信的要求。当多种信道组合在一起，并不能使通信方进行有效的量子对话，通信双方并不能实现非对称的量子对话。

发明内容

为此，本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术中的不足，提出一种能够实现通信双方不对称的、双向的秘密消息传送的基于多种信道组合的量子对话方法。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种基于多种信道组合的量子对话方法，包括以下步骤：

步骤1：两个通信方分别为Alice和Bob，Alice拥有4n比特的第一秘密信息M_sgA，Bob拥有3n比特的第二秘密信息M_sgB，M_sgA中有n个4比特信息的M_sgAi， M_sgA＝{M_sgA1,...,M_sgAi,...,M_sgAn}，M_sgB中有n个3比特信息的M_sgBi， M_sgB＝{M_sgB1,...,M_sgBi,...,M_sgBn}，其中i＝1,...,n，Alice和Bob之间共享一个m比特的密钥K；

步骤2：Alice制备n个Cluster态以及n个GHZ态作为量子信道，并将信道中所有粒子划分为7个有序粒子序列S_A、S_B、S_C、S_D、S_E、S_F和S_G；