[发明专利]一种机会式量子网络编码方法

摘要

一种机会式量子网络编码方法，其特征在于它充分发挥量子隐形传态的特性，设计一种机会式量子网络编码方法，采用量子态表征特定经典信息，采用量子隐形传态方法实现信息的传递，并以经典信道实现机会监听，实现量子网络编码的机会式特性；该方法有十大步骤。本发明将经典的机会网络编码思想应用于量子网络编码，利用量子信道保证通信的绝对安全性，并利用经典信道可监听的性质，由此实现具有机会式特点的量子网络编码。这将增强量子网络编码模型中量子信息传输的安全性，有利于进一步提高量子网络的传输性能。

主权项

一种机会式量子网络编码方法，其特征在于：它充分发挥量子隐形传态的特性，设计一种机会式量子网络编码方法，采用量子态表征特定经典信息，采用量子隐形传态方法实现信息的传递，并以经典信道实现机会监听，实现量子网络编码的机会式特性；该方法包含以下步骤：步骤1.构建一般量子网络模型，S为网络中任一合法节点，Ti为S的邻居节点，S与任一邻居节点的两个节点间预共享EPR纠缠对，用于量子态传输和量子信道认证；其中，i＝1...l；步骤2.构建四点网络模型，从S的邻居节点中任意选取一个节点作为通信节点A，该邻居节点的通信方作为B；为了区分窃听和监听，明确S为合法的监听节点，D为非法的窃听节点，目标实现S对A→B通信的合法监听，同时抵御D的非法窃听；步骤3.节点A采用量子信道认证方法对节点A和B间纠缠对的完备性进行确认；节点A和B预先拥有一个量子信道，该量子信道由n1个EPR纠缠对构成；步骤4.节点A为了向节点B发送信息，在原始报文中数据位的基础上，拓展了标识位信息，生成用于传输的n2位bit经典信息；其中，数据位即为报文的真实内容，标识位用于表示某个节点对报文的拥有与否，A，B，S分别对应标识位的一位；步骤5.节点A通过量子信道向节点B传递n2位bit经典信息，节点A和B预先拥有另一个量子信道，该量子信道由n2个EPR纠缠对构成；为了将经典信息转化为量子信息，节点A首先制备出相应的n2个量子态，基于预共享的EPR纠缠对，以量子隐形传态的方式将n2个量子态发送给节点B；同时，节点A必须在辅助的经典信道中向节点B发送2n2位bit的测量操作信息；步骤6.节点B收到2n2位bit经典信息后，根据量子隐形传态的原理还原出n2个量子态，并用事先规定的正交基进行测量，由测量结果对应0/1关系还原出相应的n2位bit经典信息；步骤7.节点S通过经典信道监听到节点A和节点B间有信息往来，为了获得节点A发送给节点B的信息，节点S向节点A发送请求报文；步骤8.节点A收到节点S的请求报文后，先核实该报文标识位中S对应位是否为1；如果标识位为1，说明节点S拥有节点A刚刚发送的数据报文，对应这种情况，节点A向节点S回复结束报文，表明节点S已拥有该数据报文，不需要再向其发送；否则，如果标识位为0，确定节点S没有数据报文，则节点A先与节点S采用与步骤3相同的量子信道认证方法对纠缠对的完备性进行确认，认证完成后再通过量子信道以量子隐形传态的方式向节点S发送数据报文；步骤9.节点S重复步骤2～步骤8，实现对邻居节点所有量子信道的监听，即实现对所有邻居节点拥有数据报文状态的获取；步骤10.节点S根据已有的数据报文和数据报文中相应的标识位，选择最优的编码方案发送编码报文，尽量减少发送次数。