[发明专利]基于发或不发方法的量子安全直接通信方法

权利要求书

1.一种基于发或不发方法的量子安全直接通信方法，其特征在于，设通信三方为Alice、Bob和Charlie，Alice和Bob为合法用户，Charlie是中继，所述方法包括：

步骤1：Alice和Bob分别独立地随机决定当前时间窗口是信号窗口还是诱骗窗口；

(1)若是诱骗窗口，发送一个相位随机的相干态脉冲给Charlie；在每个诱骗窗口下，Alice和Bob选择的相干态脉冲的强度不要求相同；

(2)若是信号窗口，以概率∈决定发送信号脉冲，以概率(1-∈)决定不发送信号；Alice和Bob调制的信号脉冲的强度相同；

(3)Alice和Bob在发送相干态脉冲时，发送一个相位参考脉冲给Charlie；

(4)Alice若在当前时间窗口决定发送脉冲，记录为比特1，若决定不发送，记录为比特0；Bob若在当前时间窗口决定发送，记录为比特0，若决定不发送，记录比特1；

按照上述(1)～(4)，Alice和Bob在N个时间窗口下制备脉冲，发送到Charlie；N为正整数；

步骤2：调整Charlie的分束器的系数，使诱骗脉冲和信号脉冲全透射；Charlie根据对相位参考脉冲的相位测量结果，对收到的脉冲进行相位补偿，再对脉冲进行测量，公布测量结果，测量结果分为有效事件和无效事件；

其中，有效事件定义为：

(1)在Alice和Bob发送的都是信号窗口时，Charlie公布有且仅有一个光子探测器产生计数；

(2)在Alice和Bob发送的都是诱骗窗口，并且相干态脉冲的强度相同时，Charlie公布有且仅有一个光子探测器产生计数；此时，对相干态脉冲的随机相位有要求:1-|cos(δ_A-δ_B)|≤|λ|，λ是设置的常数，用于限制Alice和Bob发送的相干态脉冲的随机相位δ_A，δ_B，使二者尽量接近，从而产生单光子干涉；

步骤3：Alice和Bob各自公布信号窗口和诱骗窗口的位置，并公开诱骗窗口中的相干态脉冲的强度和随机相位；所述有效事件重新表示如下：

(1)将Alice和Bob都是信号窗口的时间窗口定义为z窗口，z窗口下的态是z基下的态，在z窗口对应的有效事件下记录的比特记作z比特；在z窗口下，若Alice和Bob有且仅有一方决定发送相干态，并且脉冲仅包含单光子，此时的z窗口定义为z₁窗口，对应的z₁态是|z₁＝|01或者|z₁＝|10；

(2)将Alice和Bob都是诱骗窗口，相干态脉冲强度相同并且随机相位满足步骤2中的要求的时间窗口定义为x窗口，对应的态为x基下的态，对应的比特记为x比特；将双方发送双模单光子态：的x窗口定义为x₁窗口；j是虚部单位，γ_A表示Alice发送的相干态脉冲的整体相位，γ_B表示Bob发送的相干态脉冲的整体相位；

步骤4：Alice和Bob使用x比特和随机挑选部分z比特，计算错误率，如果错误率高于设置的阈值，则终止协议，否则继续下面步骤；

步骤5：设置当Alice手中记录的比特为1时，水平极化光子|H代表编码比特0，垂直极化光子|V代表编码比特1，反之，若Alice记录的比特是0，|H代表编码比特1，|V代表编码比特0；Alice根据手中记录的比特和待编码的信息，制备一队极化光子序列，发送给Charlie进行测量；调整Charlie的分束器的系数，使Alice极化调制的脉冲全反射；Bob根据公布的测量结果和自己手中记录的比特信息，推测出Alice的编码信息；

至此，Alice和Bob完成了秘密信息的安全直接传输。