[发明专利]一种基于贝尔态的半量子安全直接通信方法及系统

摘要

本发明属于网络通信技术领域，公开了一种基于贝尔态的半量子安全直接通信方法及系统，强量子方从四组Bell态随机选择，制备Bell态粒子，收到强量子方发送的序列后，半量子方对每个粒子随机选择测量或反射操作；强量子方通过量子存储器设备暂时存储半量子方反射回来的粒子序列，并且强量子方通过经典信道告知半量子方反射回的粒子接收完成；强量子方对剩余的序列粒子进行测量，得到测量结果。本发明使用本协议可以在较好的效率传输下将秘密信息直接传输给只有弱量子能力的普通用户，完成量子安全直接通信；基于半量子的理论表明，本协议可以应用在更贴近实际的量子通信网络中。

主权项

1.一种基于贝尔态的半量子安全直接通信方法，其特征在于，所述基于贝尔态的半量子安全直接通信方法包括：步骤一，强量子方从四组Bell态|φ^±>,|ψ^±>中随机选择，制备N＝4n(1+δ)个Bell态粒子，其中n是秘密消息的长度，δ是固定参数；强量子方将Bell态粒子中所有的“1”粒子组成Home序列，将所有的“2”粒子组成Travel序列；步骤二，收到强量子方发送的Travel序列后，半量子方对每个粒子随机选择测量或反射操作；步骤三，强量子方通过量子存储器设备暂时存储半量子方反射回来的粒子序列，并且强量子方通过经典信道告知半量子方反射回的粒子接收完成；半量子方公布所有的反射粒子在Travel序列中的具体位置信息；强量子方根据半量子方公布的信息，在Home序列中选择相同位置的粒子，与接收的反射粒子一起执行Bell基测量，进行窃听检测操作；步骤四，强量子方对剩余的Home序列粒子选择Z基进行测量，得到测量结果M_A，且M_A∈{0,1}；强量子方从中随机挑选n个粒子组成编码粒子序列；随机挑选n个粒子组成窃听检测粒子序列，记为M_c；强量子方根据与半量子方共享的密钥序列key_ab，重新组合序列M_n＝M_e+M_c；强量子方将序列组合形成的M_n发送给半量子方；步骤五，当半量子方完成接收M_n序列后，通过经典信道通知强量子方，并且半量子方使用Z基对M_n进行测量；根据key_ab，半量子方得知M_n中有关编码序列M_e和窃听检测序列M_c的正确位置顺序；强量子方公布编码序列M_e和窃听检测序列M_c粒子的初始Bell态粒子状态；步骤六，半量子方完成测量操作后，通过窃听检测序列M_c的值以及M_B，根据强量子方公布的对应初始Bell态粒子状态，完成对步骤四的安全性检测；步骤七，半量子方根据对编码序列M_e的测量值以及M_B的值，通过对比强量子方公布对应位置的初始Bell态信息，结合双方约定的编码规则，得到强量子方发送的n比特秘密信息m。