[发明专利]带有用于窃听器检测的量子位内和之间干涉的两非正交状态量子密码学方法及设备

摘要

使用两个非正交状态实现安全量子密码系统的设备和方法。对于每一量子位，发送器站在两个非正交量子状态之一制备一个量子系统，以时间基编码位值。然后使用量子位内部和之间的干涉揭示窃听企图。使用证据状态帮助揭示穿越量子系统分离进行的攻击。

主权项

1.一种用于在由量子信道和传统信道连接的发送器站与接收器站之间分配符号序列的设备，其中该设备评估对两种信道访问的窃听者可能已获得的关于该序列的信息量，该设备包括：-a)一个发送器站，具有控制装置使得发送器站能够命令并控制其自身的与接收器站相关的组件协作的组件，以及一个量子源，用来产生量子系统流，量子系统在位于流附近位置的系统之间具有相干的相位关系，ο其中一些量子系统在属于第一组量子状态的量子状态中制备，这组包括至少两个非正交量子状态，且这第一组的量子状态与符号值相关联，ο其中发送器站适于在属于第二组量子状态的一量子状态中产生某些量子系统，这第二组包括至少一个状态，这第二组的该状态与第一组的一些状态非正交，这第二组的状态与第一组的一些状态不重叠，选择第二组的状态，使得它们被一测量扰动，该测量当施加于在属于第一组的量子状态中制备的量子系统时，适于至少在一些情形下确定这一量子系统是在什么状态中制备的；-b)一个量子信道，适于从发送器站向接收器站传送量子系统；以及-c)一个接收器站，通过一量子信道和传统的信道连接到发送器站，接收器站具有：ο控制装置，用来控制接收器站的操作，并与发送器站协调操作和通信，以使接收器站能够命令并控制其自身的与发送器站相关组件协作的组件；ο一个切换装置，适于用来把量子系统指向至少两个测量子系统之一；ο一个第一测量子系统，由适当的光学通路连接到切换装置，并适于用来对一些量子系统进行第一测量，这一测量允许在某些情形下确定量子系统是在什么量子状态由发送器站制备的；ο一个测量子系统，由适当的光学通路连接到切换装置，并适于对至少两个量子系统的组进行第二测量，这一测量能够获得关于由接收器站接收的两个量子系统之间现有相位关系的相干程度的信息；ο一个测量子系统，由适当的光学通路连接到切换装置，并适于对量子系统的组进行第三测量，这一测量当施加到在属于第二组的一状态中制备的量子系统时，至少在一些情形下允许确定它们是否在发送器与接收器站之间受到测量，该测量当施加到在属于第一组的状态中制备的量子系统时，适于至少在一些情形下确定这一量子系统是在什么状态被制备的；以及ο通信装置，能够与发送器站进行数据通信，适于通知发送器站·至少一些量子系统的流中的位置，在其上这第一测量产生确定的结果，从而允许确定特定的量子系统在第一组的什么量子状态被制备，以及由发送器站已发送什么符号，以及·第二测量和第三测量的至少某些测量结果，通信装置还允许发送器站和接收器站协作以估计在量子信道上的窃听强度。