[发明专利]一种基于量子行走的量子秘密共享方法及共享系统

权利要求书

1.一种基于量子行走的量子秘密共享方法，其特征在于，所述基于量子行走的量子秘密共享方法包括以下步骤：

步骤一，秘密发布者根据秘密信息编码拆分规则将分享的秘密信息编码为量子态；编码粒子拆分，在秘密信息编码阶段，秘密发布者生成一串n比特的随机二进制序列L；然后根据L将n比特的原始信息M编码为两粒子比特串{|b₁c₁,|b₂c₂,|b₃c₃...|b_nc_n}；

步骤二，线性量子行走系统将两条加密信息分别隐形传态给第一参与者和第二参与者；

步骤三，在进行窃听检测后，第一参与者和第二参与者根据秘密发布者公布的结果测量手中的粒子串，完成隐形传态；

步骤四，第一参与者和第二参与者通过合作解密秘密发布者的秘密信息；

所述基于量子行走的量子秘密共享方法进一步包括：

粒子准备阶段，秘密发布者，第一参与者，第二参与者准备用于量子行走系统的隐形传态的粒子；秘密发布者准备粒子串Ap用于量子行走系统的隐形传态，其中Ap＝|0₁0₂0₃...0_n；第一参与者准备初始态为|0的粒子串Bp用于完成与秘密发布者的子秘密信息的隐形传态，其中Bp＝|0₁0₂0₃...0_n；第二参与者和第一参与者一样，准备初始态为|0的粒子串Cp用于完成与秘密发布者的子秘密信息的隐形传态，其中Cp＝|0₁0₂0₃...0_n；

秘密信息编码阶段，当秘密发布者生成两粒子比特串|bc之后，秘密发布者按序抽取|b粒子生成B＝|b₁b₂b₃...b_n，按序抽取|c粒子生成C＝|c₁c₂c₃...c_n；秘密信息的编码完成；

秘密信息发布阶段，秘密发布者通过量子行走系统，将M的子秘密信息B隐形传态给第一参与者，子秘密信息C隐形传态给第二参与者；

秘密信息恢复；

秘密信息发布阶段具体包括：

(1)秘密发布者随机的在B中插入k比特的诱骗粒子用于窃听检测；通过量子行走系统，秘密发布者将插入诱骗粒子的信息BK隐形传态给第一参与者，其中BK＝{b₁,b₂,b₃...b_n+k}；对于b_i粒子的隐形传态；秘密发布者已经准备了初始态为|0的粒子Api用于量子行走系统的隐形传态，秘密发布者将b_i作为量子行走系统中需要被隐形传态的粒子，其中b_i＝α|0+β|1，|α|²+|β|²＝1；第一参与者已在粒子准备阶段准备了量子比特串Bp，第一参与者将粒子Bp_i作为量子行走系统中的接收粒子，Bp_i处于|0态；整个量子行走系统的初始状态写为：

经过量子行走W1之后，整个系统态变为：

|Φ⁽¹⁾＝(α|100+β|-110)_p12；

经过量子行走W2之后，整个系统态变为：

|Φ⁽²⁾＝(α|200+α|001+β|010+β|-211)_p12；

(2)秘密发布者用X基测量b_i，测量结果|+和|-分别被记为1和-1；秘密发布者继续用Q基|Q＝{|-2',|-1,|0,|1,|2'}测量Api；其中，测量结果|-2'、|0、|2'分别被记为-1、0、1；X基和Q基的测量结果序列分别表示为λ1序列和λ2序列；

(3)秘密发布者将λ1序列和λ2序列公布给第一参与者，第一参与者结合编码规则，对粒子Bp做Pauli恢复操作来获得目标态；第一参与者完成来自于秘密发布者的未知粒子的隐形传态，Bp_i粒子的态转化为BK_i粒子的态；

(4)在第一参与者声称收到所有粒子后，秘密发布者开始进行窃听检测；秘密发布者宣布诱饵粒子的位置和测量基，第一参与者选择合适的测量基来测量每个诱饵粒子，秘密发布者根据第一参与者的测量结果，秘密发布者评估粒子传输过程中的错误率；如果错误率超过指定的阈值ε，则终止第一参与者与秘密发布者通信；否则，秘密发布者继续进行秘密信息发布；

(5)第一参与者丢弃粒子串Bp中的k比特诱骗粒子获得n比特量子秘密信息Mb；

(6)秘密发布者同样使用量子行走系统将加入k比特诱骗粒子的子秘密信息CK隐形传态给第二参与者，秘密发布者分别用γ1和γ2表示测量基X和Q的测量结果序列；

(7)秘密发布者将γ1序列和γ2序列公布给第二参与者，第二参与者结合编码规则；对粒子Cp做Pauli恢复操作来获得目标态；第二参与者完成来自于秘密发布者的未知粒子的隐形传态，Cp_i粒子的态转化为CK_i粒子的态；

(8)在第二参与者声称收到所有粒子后，秘密发布者开始进行窃听检测；秘密发布者宣布诱饵粒子的位置和测量基，第二参与者选择合适的测量基来测量每个诱饵粒子，秘密发布者根据第二参与者的测量结果，评估粒子传输过程中的错误率；如果错误率超过指定的阈值ε，则终止第二参与者与秘密发布者通信；

(9)第二参与者丢弃粒子串Cp中的k比特诱骗粒子获得n比特量子秘密信息Mc；此时，秘密发布者通过量子行走系统完成其与第一参与者、第二参与者的子秘密信息的隐形传态。