[发明专利]一种基于相位后选择的诱骗态MDI-QKD方法和系统

说明书

本发明提供了一种基于相位后选择的诱骗态MDI‑QKD方法和系统，光源端调制多个强参考脉冲和信号脉冲。探测端测量参考脉冲对的相位差异，补偿信号脉冲对的公共相位差异，进行贝尔态测量，并公布测量结果。光源端保留有效响应的测量结果下的数据，保留两个光源端都选择Z基矢时对应的数据，得到一串比特，公布两个光源端未都选择Z基矢情况下的信号脉冲强度和都发送X基矢中的第一诱骗态脉冲的私有相位，选择满足设定条件的信号脉冲对，估计Z基矢下单光子对的相位翻转误码率，基于相位翻转误码率对筛选的比特串进行后处理，得到最终密钥。本发明通过相位后选择的方式，使得X基矢下观测误码率更接近于单光子态所产生的误码率，该观测误码率足够的真实，因此可以更加紧致的估计相位翻转误码率，从而得到更高的密钥率，且不影响协议的安全性。

技术领域

本发明量子保密通信属于技术领域，具体涉及一种基于相位后选择的诱骗态MDI-QKD方法和系统。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

测量设备无关量子密钥分发(MDI-QKD)系统可以防御任何探测端的侧信道攻击，且容易结合使用诱骗态方法，具有广阔的应用前景。

提高诱骗态MDI-QKD系统的密钥率，对于增强其实用价值有重要意义。X基矢下有限码长效应导致单光子相位翻转误码率估计的上限值过大，是制约MDI-QKD系统密钥率的重要原因。为此，紧致估计单光子相位误码率的方法相继出现。

发明内容

本发明提出了一种基于相位后选择的诱骗态MDI-QKD方法和系统，通过相位后选择的方式，使得X基矢下观测误码率更接近于单光子态所产生的误码率，该观测误码率足够的真实，因此可以更加紧致的估计相位翻转误码率，从而得到更高的密钥率，且不影响协议的安全性。

根据一些实施例，本发明采用如下技术方案：

一种基于相位后选择的诱骗态MDI-QKD方法，包括以下步骤：

光源端调制多个强参考脉冲，在每个强参考脉冲后相邻跟进有一随机强度的信号脉冲；

探测端测量参考脉冲对的相位差异，然后补偿信号脉冲对的公共相位差异，对信号脉冲对执行贝尔态测量并公布测量结果；

光源端保留有效响应的测量结果下的数据，丢弃其它数据；进行基矢比对，保留两个光源端都选择Z基矢时对应的数据，得到一串比特，用于生成原始密钥，其它数据用于诱骗态估计；公布两个光源端未都选择Z基矢情况下的信号脉冲强度，并公布两个光源端都发送X基矢中的第一诱骗态脉冲的私有相位，在私有相位中选择满足设定条件的信号脉冲对，形成一个子集；利用所述子集中脉冲对所产生的观测误码率来估计Z基矢下单光子对的相位翻转误码率；基于所述相位翻转误码率对所述比特串进行后处理，得到最终密钥。

一种基于相位后选择的诱骗态MDI-QKD方法，从光源端而言，包括以下步骤：

调制多个强参考脉冲，在每个强参考脉冲后相邻跟进有一随机强度的信号脉冲；

保留有效响应的测量结果下的数据，丢弃其它数据；

进行基矢比对，保留两个光源端都选择Z基矢时对应的数据，得到一串比特，用于生成原始密钥，其它数据用于诱骗态估计；

公布两个光源端未都选择Z基矢情况下的信号脉冲强度；

根据公布的信号脉冲强度情况，公布两个光源端都发送X基矢中的第一诱骗态脉冲的私有相位；

在私有相位中选择满足设定条件的信号脉冲对，形成一个子集；

利用所述子集中脉冲对所产生的观测误码率来估计Z基矢下单光子对的相位翻转误码率，基于所述相位翻转误码率对所述比特串进行后处理，得到最终密钥。

作为可选择的实施方式，所述光源端有两个。