[发明专利]一种基于d级单粒子的量子秘密共享方法

摘要

本发明涉及一种基于d级单粒子高效实用的量子秘密共享方法，秘密分发者制备d级单粒子并将其作为信息载体，在每个参与者之间进行环形传输。每个参与者通过局域幺正操作将其的子秘密编码到信号粒子中，而无需量子存储，提高方案的实用性。利用量子傅里叶变换构造d级量子系统上两个互为无偏的基态，结合量子不可克隆性来确保方案在理论上的无条件安全性。本发明中一个d级粒子可分享个经典比特，并且通过联合窃听检测方法减少窃听检测所需的粒子数量，保证方案获得更高的量子效率。

主权项

1.一种基于d级单粒子高效实用的量子秘密共享方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤S1：令秘密分发者为R₀，N个参与者分别为R₁，...R_j...R_N,其中，R_j为第j个参与者；所述秘密分发者R₀将秘密分割成N份等长的子秘密，并将N个子秘密随机分配给N个参与者；步骤S2：所述秘密分发者R₀提供一串d级单粒子串作为信息载体即载体粒子，通过对粒子的局域幺正操作即编码将随机消息嵌入到载体粒子中，并利用块的方式将编码后的粒子串传输给第一个参与者R_j(j＝1)；所述第一个参与者在收到粒子串后，将其拥有的子秘密消息编码到载体粒子中；然后，参与者R_j将编码后的粒子串传递给下一个参与者R_j+1；步骤S3：最后一个参与者R_N执行与步骤S2中参与者一样的编码操作，然后将粒子串传回给分发者R₀；步骤S4：收到包含所有参与者秘密消息的粒子串后，所述秘密分发者R₀随机选择基B或对每一个载体粒子进行测量，并记录测量结果；步骤S5：秘密分发者R₀执行窃听检测，所述秘密分发者R₀随机选择一部分载体粒子作为样本；然后，所述秘密分发者R₀告知所有参与者样本的位置，并通知所有参与者按随机顺序分批公布他们的秘密消息；根据这些公开的消息和测量结果，所述秘密分发者R₀计算出错误率；如果错误率超过预先设定的阈值，则中止协议；步骤S6：将载体粒子中除去样本后的粒子作为剩余粒子，每个参与者R_j，j＝1,2,...N公布其是否对剩余粒子中的每个粒子进行傅里叶变换；根据每个参与者公布的消息，所述秘密分发者R₀推断出所述步骤S4中所选择的基是否正确；当粒子被错误基测量时，所述参与者抛弃该结果；否则，该轮有效，每个参与者结合自己的秘密消息推得各自的子秘密K_j；根据这些子秘密重构出R₀的秘密K₀，实现秘密共享。