[发明专利]一种基于部分纠缠GHZ信道的联合监控量子广播通信方法

摘要

本发明公开了一种基于部分纠缠GHZ信道的联合监控量子广播通信方法，通过发送方基于信息传送的模式,制备多粒子部分纠缠GHZ态，根据参与监控者的数量，引入相应数量的辅助粒子作为控制粒子，选定GHZ态的部分粒子作为被监控的粒子,对辅助粒子和选定实施被监控的粒子进行CNOT门操作，然后把粒子发送给监控方和接收用户发送方进行Bell测量，公布校验位，各监控方进行单粒子测量，将测量结果作为授权信息发布给相应的合法的授权限制用户，各个授权限制用户根据其Bell测量结果，校验信息和授权信息，获得发送方真实的广播数据。本发明能够实现在授权模式下多个监控方联合监控广播数据的流向，并能避免对最大纠缠信道的需求以及复杂的纠缠集中操作，具有良好的实用性和可行性。

主权项

一种基于部分纠缠GHZ信道的联合监控量子广播通信方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）数据粒子准备阶段：发送者Alice准备两组部分纠缠GHZ态，和作为信道用来广播信息，Alice从每个GHZ态中保留2个粒子，、、和，从每个GHZ态中分别提取和匹配成量子数据粒子序列单元；（2）监控粒子准备和数据粒子更新阶段：Alice引入初始状态为的控制粒子，选择一个控制粒子首先执行Hadamard交换，并以作为控制位，以被监控的数据位作为目标位，实施CNOT变换，完成对数据粒子序列单元中的更新，再对执行Hadamard交换，以作为控制位，为目标位，实施CNOT变换，将相应的控制粒子分发给个监控方，初步建立实施联合监控模式的量子广播通信信道；其中，是监控方的个数，是被监控的数据位的个数；（3）检测粒子准备与数据传送阶段：Alice为每组序列准备k个检测粒子组成检测粒子序列，每个粒子随机处于和的基态之一，Alice记录检测序列里每个粒子所处的状态，将随机插入检测粒子序列，记下位置，形成组新的数据粒子和检测粒子混杂序列，Alice将手中的粒子序列分别发送给相应的第个广播数据接收用户；（4）检测实施阶段：当接收用户收到混杂序列后，对该混杂序列进行安全检测，提取其中的检测粒子序列进行检测监听；（5）监控模式下的信息解码阶段：Alice和各个广播信息接收用户对他们各自手中相应的两个粒子进行Bell测量，获得测量结果,并对测量结果进行编码，令对应于经典粒子0,对应于经典粒子1,Alice根据其测量结果和要发送的秘密消息通过经典信道公布一个校验位，各个监控方对其手中的粒子利用进行测量，当测量结果为时，授权信息编码为0；当测量结果为，授权信息编码为1；将其授权信息作为授权信息告知给相应的合法用户，如果不授权，则拒绝发布授权信息；广播数据接收用户从混杂粒子序列中提取数据粒子序列，进行Bell测量，获得测量结果，根据校验位信息、Bell测量结果和授权信息，获取真实有效的合法广播数据。