[发明专利]一种基于d级单粒子的量子秘密共享方法

权利要求书

1.一种基于d级单粒子的量子秘密共享方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤S1：令秘密分发者为R₀，N个参与者分别为R₁，...R_j...R_N,其中，R_j为第j个参与者；所述秘密分发者R₀将秘密分割成N份等长的子秘密，并将N个子秘密随机分配给N个参与者；

步骤S2：所述秘密分发者R₀提供一串d级单粒子串作为信息载体即载体粒子，通过对粒子的局域幺正操作即编码将随机消息嵌入到载体粒子中，并利用块的方式将编码后的粒子串传输给第一个参与者R_j(j＝1)；所述第一个参与者在收到粒子串后，将其拥有的子秘密消息编码到载体粒子中；然后，参与者R_j将编码后的粒子串传递给下一个参与者R_j+1；

步骤S3：最后一个参与者R_N执行与步骤S2中参与者一样的编码操作，然后将粒子串传回给分发者R₀；

步骤S4：收到包含所有参与者秘密消息的粒子串后，所述秘密分发者R₀随机选择基B或对每一个载体粒子进行测量，并记录测量结果；

步骤S5：秘密分发者R₀执行窃听检测，所述秘密分发者R₀随机选择一部分载体粒子作为样本；然后，所述秘密分发者R₀告知所有参与者样本的位置，并通知所有参与者按随机顺序分批公布他们的秘密消息；根据这些公开的消息和测量结果，所述秘密分发者R₀计算出错误率；如果错误率超过预先设定的阈值，则中止协议；

步骤S6：将载体粒子中除去样本后的粒子作为剩余粒子，每个参与者R_j，j＝1，2，...N公布其是否对剩余粒子中的每个粒子进行傅里叶变换；根据每个参与者公布的消息，所述秘密分发者R₀推断出所述步骤S4中所选择的基是否正确；当粒子被错误基测量时，所述参与者抛弃该结果；否则，该轮有效，每个参与者结合自己的秘密消息推得各自的子秘密K_j；根据这些子秘密重构出R₀的秘密K₀，实现秘密共享；

其中，所述步骤S2的具体内容为：所述秘密分发者R₀提供一个长度为n的d级单粒子串Q＝{q¹，q²，…，qⁿ}，每个粒子的初始状态均为|φ(0，0)＝|0；然后，所述秘密分发者R₀提供三个长度为n的随机数串，和其中基于三个随机数串，将算子作用于粒子qⁱ；三个编码算子X，Z和F分别是：

其中，符号表示模加法；然后，秘密分发者R₀将编码后的粒子串发送给第一个参与者R_j(j＝1)；

每个参与者在接收到粒子串Q后，参与者对每个粒子qⁱ进行局域幺正操作通过这种方式R_j将其私有数据和编码至粒子串Q中；令粒子的初态为量子态|φ(l，k)，对其进行编码操作X^aZ^bF^c后，该d级单粒子将会处于状态：

其中，符号表示模2加法，a，b，k∈D，c，l＝0，1；然后，参与者R_j将编码后的粒子串Q传递给下一个参与者R_j+1。

2.根据权利要求1所述的一种基于d级单粒子的量子秘密共享方法，其特征在于：所述步骤S3的具体内容为：

最后一个参与者R_N将其编码算子作用于串Q中的每一个粒子qⁱ；对量子态|φ(l，k)进行编码操作根据公式(2)，计算得该粒子将处于态|φ(l′，k′)，其中，

这里，的值由决定，即，

其中，然后，R_N将编码后的信号粒子串Q送回给R₀。