[发明专利]优势提纯的参考系无关量子密钥分发方法

权利要求书

1.一种优势提纯的参考系无关量子密钥分发方法，其特征在于，所述方法包括量子态的发送方和量子态的接收方，包括如下步骤：

S1、量子态制备；

S2、量子态测量；

S3、基矢比对；

S4、参数估计；

S5、优势提纯；

S6、后处理：量子态的发送方和量子态的发送方执行密钥协商、错误校验和保密放大操作，提取安全密钥；

其中S1和S2中，量子态的发送方的基矢ξ_A∈{Z_A,X_A,Y_A}和量子态的接收方的基矢ξ_B∈{Z_B,X_B,Y_B}满足如下关系：Z_A＝Z_B＝Z,X_B＝X_Acosβ+Y_Asinβ,Y_B＝Y_Acosβ-X_Asinβ,这里β表示量子态的发送方和量子态的接收方之间参考系的相对偏转；在使用理想单光子源时，ZZ基误码率Q和统计量R满足

执行完S6后得到的安全密钥率公式如下：

并满足以下约束

q_succ＝(E_μ)^b+(1-E_μ)^b,

p_succ＝(λ₁+λ₂)^b+(λ₃+λ₄)^b,

Q^L≤λ₃+λ₄≤Q^U,

R^L≤(λ₁-λ₂)²≤R^U,

其中，H(x)＝-xlog₂x-(1-x)log₂(1-x)是二进制香农熵函数，是信号态单光子的概率，Q_μ是Z基信号态的总计数率，E_μ是优势提纯阶段之前Z基信号态的量子比特误码率是优势提纯阶段之后Z基信号态的量子比特误码率，Y₁^L是Z基下单光子计数率的下界，Q^L是Z基下单光子误码率的下界，Q^U是Z基下单光子误码率的上界，R^L是统计量R的下界，R^U是统计量R的上界，f是纠错效率。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，S1中量子态制备的具体步骤为：每回合，量子态的发送方随机地选择一个比特a∈{0,1}，基矢ξ_A∈{Z_A,X_A,Y_A}以及光强δ∈{μ,ν,ω}；μ对应信号态光强，ν对应诱骗态光强，ω对应真空态光强；制备量子态；然后量子态的发送方将所述量子态通过量子信道发送给量子态的接收方。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，S2的具体步骤为：量子态的接收方随机地选择基矢ξ_B∈{Z_B,X_B,Y_B}测量接收到的量子态，并记录测量结果。