单向传输量子通信方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种单向传输量子通信方法和装置，先在用户端之间预分享密钥；信息发送端根据该密钥制备单光子，并将待传信息编码至单光子量子态上，之后通过量子信道发送编码后的单光子给信息接收端；信息接收端接收编码后的单光子后，利用待传单光子进行量子信道的窃听检测，确认信道的安全性，之后利用预分享的密钥读取单光子信息，完成信息传输。本发明专利技术提供的量子直接通信方法量子态仅需在信道中传输一次，损耗更小、传输距离更长，不需要使用块传输技术，消除了双向协议对量子存储技术的依赖，实用性更好。实用性更好。实用性更好。

【技术实现步骤摘要】
单向传输量子通信方法和装置


[0001]本专利技术涉及量子通信
，尤其涉及一种单向传输量子通信方法和装置。

技术介绍

[0002]不同于传统通信，量子通信的无条件安全性由物理原理保证，其高度安全的特点受到国际上的广泛关注。目前量子通信包括几个主流研究方向：量子直接通信(quantum secure direct communication，QSDC)、量子密钥分发(quantum key distribution，QKD)等。其中量子密钥分发先通过量子信道安全分发密钥，再利用经典信道传输加密信息；其产生的安全密钥可以和经典密码体系的一次一密相结合，后者已经被证明是无条件安全的。然而当同一密钥被重复使用时，其安全性将被破坏，因此传输需要消耗大量的密钥，不利于后续推广和使用。而量子直接通信是一种具有高安全性、可靠性的通信方式，在远距离双方之间直接利用量子信道传输被加载信息的量子态，实现对信息的安全直接传输。为保证信息传输安全，量子直接通信提出了多种双向传输的安全协议，包括两步协议、DL04协议等。这些双向协议采用的方法是用户端Bob制备一批量本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种单向传输量子通信方法，用于信息发送端，其特征在于，包括：获取待传信息，并将所述待传信息预编码，以生成待传数字串；所述待传数字串包括信息部分与检测部分；从两组随机数中截取与所述待传数字串等长的第一密钥和第二密钥，其中，所述两组随机数为所述信息发送端与信息接收端预先共享的；基于预设规则，利用所述第一密钥和所述第二密钥制备得到单光子；根据所述待传数字串对所述单光子进行编码，以得到待传单光子，并向所述信息接收端逐个发送所述待传单光子；所述待传单光子携带有当前传输的传输密文。2.根据权利要求1所述的单向传输量子通信方法，其特征在于，获取待传信息，并将所述待传信息预编码，以生成待传数字串，具体包括：获取所述待传信息，并将所述待传信息转化为二进制数字串；利用纠错编码器对所述二进制数字串进行预编码，以得到编码数字串；随机生成一组随机数，将所述随机数随机地插入到所述编码数字串中，以得到待传数字串。3.根据权利要求1所述的单向传输量子通信方法，其特征在于，所述预设规则包括：所述第一密钥用于同步信息发送端与信息接收端的基矢选择；所述第二密钥用于选择单光子的量子态。4.根据权利要求1所述的单向传输量子通信方法，其特征在于，根据所述待传数字串对所述单光子进行编码，以得到待传单光子，具体包括：在所述待传数字串中的数值为0的情况下，则对所述单光子实施U0＝I量子门操作；在所述待传数字串中的数值为1的情况下，则对所述单光子实施U1＝iσ
y
量子门操作，其中，σ
y
为Pauli
‑
y矩阵。5.根据权利要求1所述的单向传输量子通信方法，其特征在于，所述传输密文具体包括：所述待传数字串的信息部分与所述第二密钥数值的模二和。6.一种单向传输量子通信方法，用于信息接收端，其特征在于，包括：获取信息发送端传输的待传单光子；利用所述信息发送端分发的第一密钥选择测量基矢对接收到的所述待传单光子进行测量，利用所述信息发送端分发的第二密钥进行提取，以得到测量结果，所述测量结果包括信息比特值和检测比特值；获取所述信息发送端得到的用于检测的单光子的位置和数值；将用于检测的单光子的位置和数值与所述测量结果进行比较计算，以确定本次传输的量子比特误码率；若所述量子比特误码率低于预设阈值，则继续传输，并对所述测量结果进行译码，以得到待传信息。7.根据权利要求6所述的单向传输量子通信方法，其特征在于，对所述测量结果进行译码，以得到待传信息，具体包括：将所述测量结果中的检测部分去除，以得到信息测量...

【专利技术属性】
技术研发人员：龙桂鲁，刘雨辰，潘栋，
申请(专利权)人：北京量子信息科学研究院，
类型：发明
国别省市：