一种终端延迟选择的量子通信方法及系统技术方案

本申请公开了一种终端延迟选择的量子通信方法及系统，对发送终端的粒子进行测量操作，得到第一测量结果；对接收边缘节点的粒子进行与第一测量结果相对应的幺正变换；对非目标接收终端的粒子依次进行H变换和测量操作，得到第二测量结果；对目标接收终端的粒子进行与第二测量结果相对应的幺正变换，恢复出待传送信息。可见，该方案在接收终端未完全确定的情况下，粒子态可以启动传送行为，粒子态在信道传输的同时，接收边缘节点可以进行接收终端的选择，当最终的接收终端确定好后，粒子已经传送了大部分路径，有效减少了时延，最终完成信息接收。实现了终端未定的情况下延迟选择终端的量子通信过程，且提升了信息传送的效率。

A Quantum Communication Method and System for Terminal Delay Selection

【技术实现步骤摘要】
一种终端延迟选择的量子通信方法及系统
本申请涉及量子通信领域，特别涉及一种终端延迟选择的量子通信方法及系统。
技术介绍
量子通信是量子信息学的一个重要分支，是量子信息中研究较早的领域。量子通信是以量子态作为信息单元来实现信息的有效传送。为了实现传送某个物体的未知量子态，可将原物的信息分为经典和量子信息两部分，分别由经典通道和量子通道传送给接收者，经典信息是发送者对原物进行某种测量而获得的，量子信息是发送者在测量中提取的其余信息，接收者在获得这两种信息之后，就可以制造出与原物完全相同的量子态。因此，在量子通信中，除了需要建立传统的经典信道外，更为主要的是建立通信各方之间的量子信道。所谓量子信道实际上就是通信各方之间的量子纠缠。量子纠缠态是在量子力学多粒子体系或者多自由度体系中最普遍存在、但又是很特殊的一种量子态。它是量子力学的其妙特性之一，即对一个子系统的测量结果无法独立于对其他子系统的测量参数。然而，现有的量子通信方案均是基于信息接收方已定的条件实现的，缺少接收方未定情况下的量子通信的实现方案。
技术实现思路
本申请的目的是提供一种终端延迟选择的量子通信方法及系统，用以解决目前缺少接收方未定情况下的量子通信的实现方案的问题。具体方案如下：第一方面，本申请提供了一种终端延迟选择的量子通信方法，包括：确定发送终端到接收边缘节点之间的链式信道，并确定所述接收边缘节点与多个候选接收终端之间GHZ信道；对所述发送终端的粒子进行测量操作，得到第一测量结果，将所述第一操作结果发送至所述接收边缘节点，进而对所述接收边缘节点的粒子进行与所述第一测量结果相对应的幺正变换；根据目标终端信息确定所述多个候选接收终端中的目标接收终端和非目标接收终端，并对所述非目标接收终端的粒子依次进行H变换和测量操作，得到第二测量结果；对所述目标接收终端的粒子进行与所述第二测量结果相对应的幺正变换，恢复出待传送信息。可选的，所述确定发送终端到接收边缘节点之间的链式信道，包括：构建基于发送终端、发送边缘节点、中间节点、接收边缘节点、多个候选接收终端的量子通信系统；根据所述发送终端、所述发送边缘节点、所述中间节点、所述接收边缘节点两两之间的量子纠缠信道，确定所述发送终端直接到所述接收边缘节点之间的链式信道。可选的，所述确定所述接收边缘节点与多个候选接收终端之间GHZ信道，包括：将所述接收边缘节点与各个所述候选接收终端之间的Bell信道，转化为所述接收边缘节点与所述多个候选接收终端之间GHZ信道。可选的，所述对所述发送终端的粒子进行测量操作，得到第一测量结果，包括：分别对所述发送终端的第一粒子和第二粒子进行测量操作，得到第一测量结果，其中，所述第一粒子表示待制备态的幅度信息，所述第二粒子表示待制备态的相位信息。可选的，所述对所述发送终端的粒子进行测量操作，得到第一测量结果，包括：分别对所述发送终端的第一粒子和第二粒子进行测量操作，得到第一测量结果，其中，所述第一粒子为所述发送终端与所述接收边缘节点的纠缠粒子对中所述发送终端所拥有的粒子，所述第二粒子表示待传送粒子态。可选的，在所述根据目标终端信息确定所述多个候选接收终端中的目标接收终端和非目标接收终端之前，还包括：所述发送终端将所述目标终端信息发送至所述接收边缘节点。第二方面，本申请提供了一种终端延迟选择的量子通信系统，包括：发送终端：用于对自身拥有的粒子进行测量操作，得到第一测量结果，将所述第一操作结果发送至接收边缘节点，其中，所述发送终端到所述接收边缘节点之间存在链式信道；所述接收边缘节点：用于对自身拥有的粒子进行与所述第一测量结果相对应的幺正变换；根据目标终端信息确定多个候选接收终端中的目标接收终端和非目标接收终端；其中，所述接收边缘节点与所述多个候选接收终端之间存在GHZ信道；所述非目标接收终端：用于对自身拥有的粒子依次进行H变换和测量操作，得到第二测量结果；所述目标接收终端：用于对自身拥有的粒子进行与所述第二测量结果相对应的幺正变换，恢复出待传送信息。本申请所提供的一种终端延迟选择的量子通信方法及系统，确定发送终端到接收边缘节点之间的链式信道，并确定接收边缘节点与多个候选接收终端之间GHZ信道；对发送终端的粒子进行测量操作，得到第一测量结果，将第一操作结果发送至接收边缘节点，进而对接收边缘节点的粒子进行与所述第一测量结果相对应的幺正变换；根据目标终端信息确定多个候选接收终端中的目标接收终端和非目标接收终端，并对非目标接收终端的粒子依次进行H变换和测量操作，得到第二测量结果；对目标接收终端的粒子进行与第二测量结果相对应的幺正变换，恢复出待传送信息。可见，该方案在接收终端未完全确定的情况下，粒子态可以启动传送行为，粒子态在信道传输的同时，接收边缘节点可以进行接收终端的选择，当最终的接收终端确定好后，粒子已经传送了大部分路径，有效减少了时延，最终完成信息接收。实现了终端未定的情况下延迟选择终端的量子通信过程，且提升了信息传送的效率。附图说明为了更清楚的说明本申请实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本申请所提供的一种终端延迟选择的量子通信方法实施例一的实现流程图；图2为本申请所提供的一种终端延迟选择的量子通信方法实施例二的量子通信网络示意图；图3为本申请所提供的一种终端延迟选择的量子通信方法实施例二的中间节点建立量子信道的示意图；图4为本申请所提供的一种终端延迟选择的量子通信方法实施例三的量子通信网络示意图；图5为本申请所提供的一种终端延迟选择的量子通信系统实施例的结构示意图。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本申请方案，下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。目前，现有的量子通信方案均是基于信息接收方已定的条件实现的，缺少接收方未定情况下的量子通信的实现方案。针对该问题，本申请提供一种终端延迟选择的量子通信方法及系统，实现了在接收终端未定的情况下延迟选择接收终端的量子通信过程，且提升了信息传送的效率。在介绍本申请实施例之前，首先对本申请涉及到的技术名词进行说明，具体包括：1、路径选择路径选择设相邻的两个链路之间都采用Bell态的形式，即：2、Hadamard门Hadamard门又叫H变换，它的作用可表示为：其对单比特的操作表述如下：3、量子受控非门量子受控非门(controlled-NOT门，CNOT门)，它拥有两个输入量子比特，分别是控制量子比特和目标量子比特。其作用是：当控制量子比特为|0>时，目标量子比特状态不变；当控制量子比特为|1>时，则目标比特状态翻转。其对应的矩阵形式为：4、Bell基Bell基是由两粒子构成的最大纠缠态，它构成了四维Hilbert空间的一组完备正交基，具体形式如下：5、H测量H测量是先让待测粒子通过一个Hadamard门，再对待测粒子在|0&g本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种终端延迟选择的量子通信方法，其特征在于，包括：确定发送终端到接收边缘节点之间的链式信道，并确定所述接收边缘节点与多个候选接收终端之间GHZ信道；对所述发送终端的粒子进行测量操作，得到第一测量结果，将所述第一操作结果发送至所述接收边缘节点，进而对所述接收边缘节点的粒子进行与所述第一测量结果相对应的幺正变换；根据目标终端信息确定所述多个候选接收终端中的目标接收终端和非目标接收终端，并对所述非目标接收终端的粒子依次进行H变换和测量操作，得到第二测量结果；对所述目标接收终端的粒子进行与所述第二测量结果相对应的幺正变换，恢复出待传送信息。

【技术特征摘要】
1.一种终端延迟选择的量子通信方法，其特征在于，包括：确定发送终端到接收边缘节点之间的链式信道，并确定所述接收边缘节点与多个候选接收终端之间GHZ信道；对所述发送终端的粒子进行测量操作，得到第一测量结果，将所述第一操作结果发送至所述接收边缘节点，进而对所述接收边缘节点的粒子进行与所述第一测量结果相对应的幺正变换；根据目标终端信息确定所述多个候选接收终端中的目标接收终端和非目标接收终端，并对所述非目标接收终端的粒子依次进行H变换和测量操作，得到第二测量结果；对所述目标接收终端的粒子进行与所述第二测量结果相对应的幺正变换，恢复出待传送信息。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定发送终端到接收边缘节点之间的链式信道，包括：构建基于发送终端、发送边缘节点、中间节点、接收边缘节点、多个候选接收终端的量子通信系统；根据所述发送终端、所述发送边缘节点、所述中间节点、所述接收边缘节点两两之间的量子纠缠信道，确定所述发送终端直接到所述接收边缘节点之间的链式信道。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述确定所述接收边缘节点与多个候选接收终端之间GHZ信道，包括：将所述接收边缘节点与各个所述候选接收终端之间的Bell信道，转化为所述接收边缘节点与所述多个候选接收终端之间GHZ信道。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述发送终端的粒子进行测量操作，得到第一测量结果，包括：分别对所述发送终...

【专利技术属性】
技术研发人员：李太超，钱盈家，姜敏，陈虹，周刘蕾，
申请(专利权)人：苏州大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32