[发明专利]基于连续变量的测量设备无关量子密钥分发方法及系统

说明书

本发明提供了一种基于连续变量的测量设备无关量子密钥分发方法及系统，包括：步骤S1：分别在发送端和接收端进行量子信号制备与编码，得到发送端和接收端的量子信号；步骤S2：分别将发送端和接收端的量子信号传输至测量端，对量子信号进行干涉并进行检测，得到测量值；步骤S3：对测量后的量子信号进行解码；步骤S4：根据发送端和接收端的量子信号以及测量值，进行参数评估；步骤S5：根据解码后的量子信号进行数据协商，根据参数评估结果进行保密增强。本发明借助现有的基于离散变量技术的后处理算法方法进行协商和保密增强处理，降低了现有CVQKD系统的实现复杂度，并同时提升了信道容量，从后处理和编码角度提升了系统性能。

技术领域

本发明涉及量子保密通信技术领域，具体地，涉及一种基于连续变量的测量设备无关量子密钥分发方法及系统。尤其地，涉及一种基于连续变量相干态实现的测量设备无关量子密钥分发方法，该方法采用基于离散调制密集编码的相位匹配方法进行量子密钥分发。

背景技术

连续变量量子密钥分发技术可以利用相干检测的方法，使得相距较远的两个通信方实现具备信息论安全的密钥分发。由于连续变量量子密钥分发技术继承了经典相干光通信的诸多优势，具有更高的信道容量和与经典光通信的融合性，该技术得到了世界上许多主流量子密码研究机构的广泛关注。至今各国研究者针对连续变量量子密钥分发提出了各种各样的协议，其中应用最广泛的是高斯调制相干态连续变量量子密钥分发协议，该协议在理论上已经被证明是无条件安全的。目前连续变量量子密钥分发技术成为整个量子保密通信技术的一个重要分支，而且市场上已经出现了商用产品，已经朝着产业化的方向迈进。

然而虽然高斯调制相干态连续变量量子密钥分发已经在理论上证明了其安全性，但系统的各种实际器件的非理想性会引入实际安全性漏洞及相关攻击，如本振抖动攻击、校准攻击、波长攻击等，从而会使得系统运行不再具有理论上描述的无条件全性。为去除这种实际安全性漏洞，有研究者提出了连续变量测量设备无关量子密钥分发(CV-MDI-QKD)方案，可去除测量方不完善等因素引入的实际安全性问题。然而这类方案在实际运行时，如要产生有效安全密钥，要求使用的连续变量量子相干检测的效率达到近乎理想的条件，这极大限制了CV-MDI-QKD的实际应用推广。事实上，至今都几乎没有一个真正实际实现的CV-MDI-QKD实验的报道。

专利文献CN111404681A(申请号：202010176435.7)公开了一种连续变量测量设备无关量子密钥分发方法、系统及介质，包括：步骤A：根据频偏估计技术，并借助导频信号对合法双方与中间方之间的频偏进行估计，实现频偏补偿；步骤B：根据相位估计技术，并根据合法双方公开的数据，计算与中间方接收数据间的相关系数，估计出各自信道所引入的相位漂移，实现量子信号的相位补偿。

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连续变量的测量设备无关量子密钥分发方法及系统。

根据本发明提供的基于连续变量的测量设备无关量子密钥分发方法，包括：

步骤S1：分别在发送端和接收端进行量子信号制备与编码，得到发送端和接收端的量子信号(X_A,P_A)和(X_B,P_B)；

步骤S2：分别将发送端和接收端的量子信号传输至测量端，对量子信号进行干涉，并将干涉后的量子信号进行检测，得到测量值X_C及P_D；

步骤S3：对测量后的量子信号进行解码；

步骤S4：根据发送端和接收端的量子信号(X_A,P_A)和(X_B,P_B)以及测量得到的测量值X_C及P_D，进行参数评估；

步骤S5：根据解码后的量子信号进行数据协商，根据参数评估结果进行保密增强。