[发明专利]基于测量设备无关的连续变量量子密钥分发方法及系统

说明书

本发明提供了一种基于测量设备无关的连续变量量子密钥分发方法及系统，包括：热源分束步骤：热源按照设定分离比分离成两束光源；量子态的被动制备步骤：选择两束光源的一束光源进行本地共轭平衡零差探测，将另一束光源衰减到需要的调制方差，形成量子态的制备；发送步骤：将制备的量子态发送至第三方；接收测量步骤：第三方对接收到的量子态进行贝尔态测量；结果公布步骤：第三方公布贝尔态测量的结果；安全密钥建立步骤：根据贝尔态测量的结果来建立安全的密钥。本发明采用被动制备，成本较低，本发明并不严格需要单模热源，多模热源同样也能完成量子态的制备，本发明中的共轭平衡零差检测以及贝尔态测量具有模式过滤的作用。

技术领域

本发明涉及一种测量设备无关的量子密钥分发技术，具体地，涉及一种基于测量设备无关的连续变量量子密钥分发方法及系统。

背景技术

随着计算机信息技术的快速发展以及密码破译手段、病毒多方式入侵等日趋严峻性，信息技术对信息安全的要求日益增加。近些年来，由于量子力学具有的不确定性原理和不可克隆性等特性，利用量子来进行密钥分发引起了研究人员的广泛关注。

量子密钥分发技术主要包括离散变量量子密钥分发和连续变量量子密钥分发。离散变量量子密钥分发研究起步较早也较为成熟。连续变量量子密钥分发起步较晚但相对于离散变量量子密钥分发来讲，它不仅密钥率更高，而且与传统的相干光通信有更好的兼容性，因此，吸引了许多研究人员进行理论上和实验上的大量研究。

量子密钥分发在理论上具有无条件安全性，即各种器件满足一定条件的理想假设。然而，在实际实施过程中，针对实际探测器进行攻击的方案已经被提出，这对于依赖零差检测和外差检测的连续变量量子密钥分发系统带来了很多实际安全性漏洞。为了解决探测器带来的实际安全性影响，基于测量设备无关的连续变量量子密钥分发的协议被提出。在现有的理论方案中，所有的连续变量的测量设备无关的协议都是基于高斯相干调制态，即实施的是主动态制备。然而，高斯调制相干态的实现需要成本较高的连续光源以及高消光比、高稳定性的调制器，这就提高了方案实施的成本，尤其是对于连续变量的测量设备无关协议来讲，有两个发送者需要进行量子态的制备。

为了促进连续变量测量设备无关协议的商用化进程，本专利提出了利用热态作为制备光源的方案，而不是用高斯调制相干态来制备量子态的方案。该方案利用光束分离器将一个热态光源分成两束，其中一束进行本地共轭平衡零差检测，另外一束经过衰减之后进行传输，该方案一定程度上减少了量子态制备的成本。但该方案由于是进行量子态的被动制备，会在制备过程中引入一个额外的过噪声，但该过噪声可以通过提高热态平均光子数来进行有效地抑制。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种基于测量设备无关的连续变量量子密钥分发方法及系统。

根据本发明提供的一种基于测量设备无关的连续变量量子密钥分发方法，包括如下步骤：

热源分束步骤：热源按照设定分离比分离成两束光源；

量子态的被动制备步骤：选择两束光源的一束光源进行本地共轭平衡零差探测，将另一束光源衰减到需要的调制方差，形成量子态的制备；

发送步骤：将制备的量子态发送至第三方；

接收测量步骤：第三方对接收到的量子态进行贝尔态测量；

结果公布步骤：第三方公布贝尔态测量的结果；

安全密钥建立步骤：根据贝尔态测量的结果来建立安全的密钥。

优选地，所述热源通过50：50的光束分离器分束成两束光源。

优选地，所述另一束光源通过一个光衰减器进行衰减。

优选地，制备的量子态有两个，两个所述量子态具有相同的方差，两个所述量子态通过光纤信道传输到第三方进行贝尔态的测量。