[发明专利]一种高效量子密钥分配方法

摘要

本发明提出一种高效量子密钥分配方法，它首先要设定一个Alice和Bob共享的实数序列，然后依次进行建立原始密钥、信息调和、保密增强三个阶段。其特点是设定Alice和Bob共享的实数序列为P＝(p₁，Λ，p_n) (#)；其中p_i，Λ，p_n是在区间[0，1]上选取的n个数，各项可以取不同的值，当序列中各项的选取在区间[0，1]上服从均匀分布，则本方法可以把效率从BB84的约1/2提高到约2/3，增加近17％，有效提高量子密钥的分配效率，增加窃听难度。

主权项

1、一种高效量子密钥分配方法，它首先要设定一个Alice和Bob共享的实数序列，然后依次进行建立原始密钥、信息调和、保密增强三个阶段；其特征在于：Alice和Bob共享的实数序列为                            P＝(p₁，Λ，p_n)        (#)其中p_i，Λ，p_n是在区间[0，1]上选取的n个数；第一阶段建立原始密钥的步骤如下：(1)Alice随机地产生一个长度为n的比特序列A＝(A₁，Λ，A_n)，Alice与Bob的共享密钥将在其中产生；(2)Alice在区间[0，1]上选取n个实数r₁^A，Λ，r_n^A，然后构造比特序列a＝(a₁，Λ，a_n)，其中(3)于A中的比特A_i(1≤i≤n)，若a_i＝0，则用Z基编码，即如果A_i＝0，则相应的光子的状态取为|0>，如果A_i＝1，则相应的光子的状态取为|1>；若a_i＝1，则用X基编码，即如果A_i＝0，则相应的光子的状态取为|+>，如果A_i＝1，则相应的光子的状态取为|->；(4)Alice将按照第3步中的方法制取的光子序列发送给Bob；(5)Bob随机地在区间[0，1]上选取n个实数r₁^B，Λ，r_n^B，然后构造比特序列b＝(b₁，Λ，b_n)，其中(6)对于到达的第i个光子(i＝1，Λ，n)，若b_i＝0，则用Z基测量；若b_i＝1，则用X基测量。然后按照表1的编码得到一个比特序列B＝(B₁，Λ，B_n)；(7)Alice公布a＝(a₁，Λ，a_n)，Bob公布b＝(b₁，Λ，b_n)；(8)Alice和Bob分别将A和B中所有对应于a_i≠b_i位置i的比特A_i和B_i删除，保留其余的比特，得到的比特序列分别记为A′和B′；(9)Alice和Bob随机地选择若干个位置，分别将A′和B′中这些位置上对应的比特做比较，分别计算在Z基编码上和在X基编码上的错误率e_Z和e_X；若e_Z＞t₁(可接受的筏值)或e_X＞t₂(可接受的筏值)，则终止协议；否则进行信息调和和保密增强。