一种基于离散相位随机化光源的双场量子密钥分发方法技术

本发明专利技术公开了一种基于离散相位随机化光源的双场量子密钥分发方法，在双场量子密钥分发协议中使用离散相位随机化光源，并去除了编码模式中相位后选择过程，提出了一种改进的基于离散相位随机化光源的双场量子密钥分发方法。仿真结果显示，仅需要少量离散相位的条件下，本方法就可以打破rate

【技术实现步骤摘要】
一种基于离散相位随机化光源的双场量子密钥分发方法


[0001]本专利技术涉及一种基于离散相位随机化光源的双场量子密钥分发方法，属于量子信息


技术介绍

[0002]量子密钥分发(QKD)是一种以量子力学为基础，即使在存在窃听者的情况下，也可以为通信双方Alice和Bob提供无条件安全密钥的通信方法。自从1984年首个QKD协议提出以来，人们针对该领域进行了大量的理论和实验研究，提出了一系列新的协议来完善和提升QKD系统的安全性和传输距离。但这些协议都没有打破rate
‑
loss界限，导致QKD协议的传输距离受到了限制。幸运的是，M.Lucamarini等人于2018年提出了双场量子密钥分发(TF
‑
QKD)协议，该协议突破了rate
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loss界限，提高了传输距离。自从TF
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QKD协议提出以来，许多变种协议也相继被提出，进一步完善了原始TF
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QKD协议的安全性。在一些变体协议中，为了确保协议的安全性，量子态需要在编码模式和测试模式中随机切换。一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于离散相位随机化光源的双场量子密钥分发方法，其特征在于，包括通信双方Alice和Bob以及不可信的第三方Eve三个参与方，Alice和Bob在每轮通信中选择编码模式或者测试模式，如果选择编码模式，Alice和Bob将经典比特0,1分别编码在相干态的0,π相位上；如果选择测试模式，Alice和Bob用一个随机数0,π/M,2π/M,...,(M
‑
1)π/M调制相干态相位，其中M表示Alice和Bob调制相位的数目，当测试模式存在相位后选择时，所述方法包括：步骤1：Alice和Bob在每轮通信中选择编码模式或者测试模式，在编码模式下，随机产生一个密钥比特b
A
(b
B
)，并且制备第一相干态，在测试模式下，随机挑选一个强度ξ
a
(ξ
b
)和一个随机数x(y)来制备第二相干态；步骤2：Alice和Bob把制备好的第一相干态和第二相干态传送给不可信的第三方Eve，Eve采用预设的两个探测器L或R来进行测量，公布测量结果，并根据测量结果获取成功测量事件；步骤3：重复以上步骤，对于成功测量事件，Alice和Bob公布他们选择的相应模式，若同为编码模式，将b
A
(b
B
)作为原始密钥，若同为测试模式，Alice和Bob分别公布ξ
a
,ξ
b
,x和y,双方只保存ξ
a
＝ξ
b
且x＝y或x＝y
±
M/2的比特信息，并计算增益；步骤4：Alice和Bob根据计算的增益来执行纠错和保密放大，获得最终的安全密钥。2.根据权利要求1所述的基于离散相位随机化光源的双场量子密钥分发方法，其特征在于，所述第一相干态为μ表示光强。3.根据权利要求1所述的基于离散相位随机化光源的双场量子密钥分发方法，其特征在于，所述第二相干态为其中x,y∈{0,1,2,...,M
‑
1}表示Alice和Bob选择的随机数,ξ
a
,ξ
b
∈{μ,ν,ω}表示Alice和Bob选择的光强，M表示Alice和Bob调制相位的数目。4.根据权利要求1所述的基于离散相位随机化光源的双场量子密钥分发方法，其特征在于，所述测量结果包括：只有探测器L响应，只有探测器R响应或者无探测器响应，如果两个探测器均响应视为无探测器响应。5.根据权利要求4所述的基于离散相位随机化光源的双场量子密钥分发方法，其特征在于，所述成功测量事件包括：只有探测器L响应或者只有探测器R响应视为成功测量事件。6.根据权利要求4所述的基于离散相位随机化光源的双场量子密钥分发方法，其特征在于，所述步骤3中，如果只有探测器R响应，Bob需要反转他的密钥比特b
B
。7.根据权利要求1所述的基于离散相位随机化光源的双场量子密钥分发方法，其特征在于，所述最终的安全密钥公式为：其中，H(x)＝
‑
xlog2x
‑
(1
...

【专利技术属性】
技术研发人员：张春梅，李怀聪，
申请(专利权)人：南京邮电大学，
类型：发明
国别省市：