[发明专利]单向传输量子通信方法和装置

权利要求书

1.一种单向传输量子通信方法，用于信息发送端，其特征在于，包括：

获取待传信息，并将所述待传信息预编码，以生成待传数字串；所述待传数字串包括信息部分与检测部分；

从两组随机数中截取与所述待传数字串等长的第一密钥和第二密钥，其中，所述两组随机数为所述信息发送端与信息接收端预先共享的；

基于预设规则，利用所述第一密钥和所述第二密钥制备得到单光子；

根据所述待传数字串对所述单光子进行编码，以得到待传单光子，并向所述信息接收端逐个发送所述待传单光子；所述待传单光子携带有当前传输的传输密文。

2.根据权利要求1所述的单向传输量子通信方法，其特征在于，获取待传信息，并将所述待传信息预编码，以生成待传数字串，具体包括：

获取所述待传信息，并将所述待传信息转化为二进制数字串；

利用纠错编码器对所述二进制数字串进行预编码，以得到编码数字串；

随机生成一组随机数，将所述随机数随机地插入到所述编码数字串中，以得到待传数字串。

3.根据权利要求1所述的单向传输量子通信方法，其特征在于，所述预设规则包括：

所述第一密钥用于同步信息发送端与信息接收端的基矢选择；

所述第二密钥用于选择单光子的量子态。

4.根据权利要求1所述的单向传输量子通信方法，其特征在于，根据所述待传数字串对所述单光子进行编码，以得到待传单光子，具体包括：

在所述待传数字串中的数值为0的情况下，则对所述单光子实施U₀＝I量子门操作；

在所述待传数字串中的数值为1的情况下，则对所述单光子实施U₁＝iσ_y量子门操作，其中，σ_y为Pauli-y矩阵。

5.根据权利要求1所述的单向传输量子通信方法，其特征在于，所述传输密文具体包括：

所述待传数字串的信息部分与所述第二密钥数值的模二和。

6.一种单向传输量子通信方法，用于信息接收端，其特征在于，包括：

获取信息发送端传输的待传单光子；

利用所述信息发送端分发的第一密钥选择测量基矢对接收到的所述待传单光子进行测量，利用所述信息发送端分发的第二密钥进行提取，以得到测量结果，所述测量结果包括信息比特值和检测比特值；

获取所述信息发送端得到的用于检测的单光子的位置和数值；

将用于检测的单光子的位置和数值与所述测量结果进行比较计算，以确定本次传输的量子比特误码率；

若所述量子比特误码率低于预设阈值，则继续传输，并对所述测量结果进行译码，以得到待传信息。

7.根据权利要求6所述的单向传输量子通信方法，其特征在于，对所述测量结果进行译码，以得到待传信息，具体包括：

将所述测量结果中的检测部分去除，以得到信息测量结果；

利用纠错译码器对所述信息测量结果进行译码，以得到待传信息；

其中，所述检测部分包括信息发送端得到的用于检测的单光子的位置和数值。

8.根据权利要求6所述的单向传输量子通信方法，其特征在于，将用于检测的单光子的位置和数值与所述测量结果进行比较计算，以确定本次传输的量子比特误码率，之后还包括：

若所述量子比特误码率等于或高于预设阈值，则终止传输并重新设置随机数；且/或，

从去除检测比特后的所述传输密文中提取出两组新的密钥，并存储于共享的密钥池中。

9.根据权利要求6所述的单向传输量子通信方法，其特征在于，所述传输密文具体包括：

获取所述信息发送端得到的用于检测的单光子的位置和数值后，对所述测量结果进行相应数值的丢弃后获得的数字串。