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基于Brown态的受控量子对话方法技术

技术编号:24333794 阅读:107 留言:0更新日期:2020-05-29 21:09
本发明专利技术公开了一种基于Brown态的受控量子对话方法。本发明专利技术涉及一种基于Brown态的受控量子对话方法,通信双方Alice、Bob,借助单比特幺正操作将待传信息编码至与控制方Cindy共享的Brown态量子信道中,接着控制方Cindy对其所拥有的粒子做单比特测量,最后Alice与Bob根据Cindy的测量结果和纠缠交换技术解码出对方的信息,实现了容量为4n‑bit的量子对话。本发明专利技术有益效果:(1)基于控制方Cindy的测量结果,通信双方将会使用两种可能的解码方式来获取对方的信息,故本方案可更好地监控对话过程,提高了通信的安全性;(2)本方案可重复使用Brown态,有效地降低了量子资源损耗。

Controlled quantum dialogue method based on brown state

【技术实现步骤摘要】
基于Brown态的受控量子对话方法
本专利技术涉及量子通信安全领域,具体涉及一种基于Brown态的受控量子对话方法。
技术介绍
目前纠缠作为量子信息和量子计算中重要的资源,帮助完成了很多量子通信任务,如量子隐形传送(QT)、量子秘密共享(QSS)、量子密钥分发(QKD)、量子对话(QD)等等。2004年,Nguyen概述了第一个量子对话协议,即两个用户Alice和Bob可以同时交换它们的秘密信息。此后,研究人员基于不同量子态提出了各种量子对话协议。不幸的是,2008年,Gao等人指出之前的大多数量子对话协议存在着“信息泄露”问题。最近,一个新的通信方式:受控量子对话(CQD)被提出,该方式中的两通信方至少引入一个控制方来监管对话的过程,以解决“信息泄露”的问题。其用户中有一个控制方来监管通信。2006年,Man等人的使用了Greenberger-Horne-Zeilinger(GHZ)态和密集编码并在控制方的的帮助下实现量子对话控制器。2013年,Ye等人指出,Man等人的协议存在信息问题并给出了两种基于GHZ状态和EPR对的改进方案规避了这个本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于Brown态的受控量子对话方法,其特征在于,包括:/n(1)系统初始化:通信双方为Alice与Bob,它们分别持有2n-bit信息M

【技术特征摘要】
1.一种基于Brown态的受控量子对话方法,其特征在于,包括:
(1)系统初始化:通信双方为Alice与Bob,它们分别持有2n-bit信息MA={0,1}2n、MB={0,1}2n,并欲发送给对方,且它们与控制方Cindy事先共享着一个m-bit的密钥K={0,1}m,1≤m≤n;现Cindy制备n个相同的Brown态作为量子信道,其形式为



其中为Bell基,i=1、2、…、n;随后Cindy对粒子B1i,B2i执行一次CNOT操作,Brown态将转变为



最后Cindy将信道中所有粒子划分为三个有序的粒子序列SA、SB、SC:SA={A11,A21,…,A1n,A2n},SA={B11,B21,…,B1n,B2n},SC={C1,C2,…,Cn};
(2)安全检测与编码:现Cindy制备两个m粒子的诱骗光子序列SK1,SK2,其中每一粒子为随机的4种量子态{|0>,|1>,|+>,|->};
接着根据密钥K中的排列顺序,Alice将SK1插入到SA中,形成S'A;插入规则为:如果密钥K中第r(r取1、2、3、…、m)比特为0,Alice将SK1中第r个粒子插入到粒子A1r的前面;反之,Alice将SK1中第r个粒子插入到粒子A1r的后面;类似地,Cindy将SK2插入到SB中,形成S'B;
然后Cindy分别将S'A,S'B发送给Alice与Bob,并公布诱骗光子序列的基底;Alice与Bob接收到S'A,S'B后,根据密钥K分别从中找出诱骗光子的所在位置;随后Alice与Bob使用Cindy宣布的基底分别对SK1,SK2中的每一个粒子进行测量,并通过经典信道公布测量结果;Cindy根据它们的测量结果计算其错误率,如果错误率低于阈值,量子信道是安全的,通信继续,Alice与Bob可得到序列SA与SB,此时Cindy将对序列SC中的每一粒子Ci执行一次基为{|0>,|1>}的单比特测量;否则通信停止;
(3)编码与控制方的准许:Alice得到序列SA后,它根据自己所拥有的信息MA的排列顺序,对于SA中的每一粒子A1i,执行一次酉操作(I、Z、X、XZ4种酉操作中相应的一种,依次对应于经典信息中的00、01、10、11,其中I、Z、X为三种基本量子门操作,XZ为先执行Z基本量子门操作后执行X基本量子门操作),i取1、2、…、n;所有的酉...

【专利技术属性】
技术研发人员:李华阳姜敏张佳慧刘芹许智航黄旭周刘蕾陈虹
申请(专利权)人:苏州大学
类型:发明
国别省市:江苏;32

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