[发明专利]一种非对称信道下的量子秘密共享方法及系统

权利要求书

1.一种非对称信道下的量子秘密共享方法，实施在参与秘密共享的任意两个发送端和接收端之间，其特征在于，包括以下步骤：

(1)发送端一和发送端二分别以光强μ_a、μ_b制备出周期为2T、平均光子数小于1的弱相干光脉冲信号，并分别随机地以50％的可能性对制备出的光脉冲信号进行0/π的相位编码，得到信号光，记发送端一制备出信号光为A，发送端二制备出的信号光为B；

(2)发送端一和发送端二通过不安全的量子信道将制备出的信号光发送给接收端，信号光B到达接收端的时间相较信号光A滞后半个周期T；

(3)接收端具有马赫曾特干涉仪和两个探测器；信号光进入马赫曾特干涉仪后分为两束并分别通过马赫曾特干涉仪的上下两臂传输，经过上臂传输的信号光分量被引入延时T，以使得经过上臂传输的信号光A/B的分量与经过下臂传输的信号光B/A的分量发生干涉；接收端通过第一探测器和第二探测器分别对马赫曾特干涉仪两个输出端的干涉结果进行探测；

(4)接收端公布有响应的时刻，发送端一和发送端二分别保留有响应时刻的相位编码结果，得到本端的原始密钥；接收端对响应数据进行编码，得到接收端的原始密钥；

(5)接收端基于响应数据及两个发送端的发送数据量，计算全部用于成码的增益；随后接收端随机选取若干响应时刻，命令信号发送端一和发送端二轮流将各自原始密钥中相应时刻上的逻辑比特通过公共信道传输到接收端，接收端根据本端原始密钥中相应时刻的逻辑比特，计算出系统总错误率，并判断是否满足预设要求；

(6)在步骤(5)中计算出的系统总错误率满足预设要求的前提下，发送端一、发送端二和接收端对剩余原始密钥进行经典纠错、错误验证和隐私放大处理，发送端一、发送端二各自提取出用于量子秘密共享的密钥。

2.根据权利要求1所述的一种非对称信道下的量子秘密共享方法，其特征在于，所述步骤(4)中，接收端对响应数据进行编码的具体步骤为：

仅有一个探测器响应的情况下：

当干涉事件发生时刻为t＝2N*T时，若信号光A和信号光B相对相位为0，则第一探测器响应，接收端逻辑比特为0；若信号光A和信号光B相对相位为π，则第二探测器响应，接收端逻辑比特为1；

当干涉事件发生时刻为t＝(2N+1)*T时，若信号光A和信号光B的相对相位为0，第二探测器响应，接收端逻辑比特为0；若信号光A和信号光B相对相位为π，则第一探测器响应，接收端逻辑比特为1；

当两个探测器同时响应时，接收端随机以50％的可能性选择0或者1进行编码。

3.根据权利要求2所述的非对称信道下的量子秘密共享方法，其特征在于，所述全部用于成码的增益为：

Q_μ＝Q₁(1-Q₂)+Q₂(1-Q₁)+Q₁Q₂＝Q₁+Q₂-Q₁Q₂

Q₁和Q₂分别为接收端两个探测器的响应概率。

4.根据权利要求3所述的非对称信道下的量子秘密共享方法，其特征在于，所述系统总错误率的计算公式为：

其中，μ_a和μ_b分别为发送端一、发送端二所制备出的信号光光强，D₁和D₂分别为接收端两个探测器探测到的干涉光的光强，e为常数；e_d表示探测器的基矢校准错误率，p_d表示探测器的暗计数率，η_a和η_b分别表示发送端一到接收端的信道传输率和发送端二到接收端的信道传输率。