[发明专利]基于腔QED的量子隐私比较方法

摘要

本发明充分利用腔QED中原子的演化规律提出一种基于腔QED的量子隐私比较方法，其中第三方被允许按照自己的意愿错误行事但不能与两个用户中的任何一个共谋。本发明的方法采用两原子乘积态而非纠缠态作为初始量子资源，而且仅需要用于两个用户的单原子测量。酉操作和量子纠缠交换操作对于本发明的方法都是不必要的。本发明的方法在每轮比较中利用一个两原子乘积态能比较来自每个用户的一比特的相等性。本发明的方法能抵抗外部攻击和参与者攻击。特别地，它能防止第三方知道两个用户的秘密甚至比较结果。而且，本发明的方法的量子比特效率高达50％。

主权项

一种基于腔QED的量子隐私比较方法，充分利用了腔QED中原子的演化规律；第三方TP被允许按照自己的意愿错误行事但不能与两个用户中的任何一个共谋；采用两原子乘积态而非纠缠态作为初始量子资源，而且仅需要用于两个用户的单原子测量；不需要酉操作和量子纠缠交换操作；在每轮比较中利用一个两原子乘积态能比较来自每个用户的一比特的相等性；能抵抗外部攻击和参与者攻击，特别地，能防止TP知道两个用户的秘密甚至比较结果；量子比特效率高达50％；共包括以下六个过程：S1)Alice(Bob)将X(Y)的二进制表示划分为L组其中每组包含一个二进制比特；S2)TP制备一个由L个乘积态组成的量子态序列，每个乘积态随机处于四个态{|gg〉，|ge〉，|eg〉，|ee〉}之一；这个量子态序列被记为这里，下标a、b表示一个乘积态的两个原子，上标1，2，...，L表示S中乘积态的顺序；然后，TP将送入单模腔；在一个经典场的驱动下，两个原子和同时与这个单模腔发生反应；TP选择拉比频率和反应时间满足Ωt＝π和λt＝π/4；这样，将经历腔QED中的演化；和在演化后变得纠缠在一起；在它们飞出单模腔后，TP挑选出和以分别形成序列S_a和S_b；也就是，和$S_b=\[S_b^1,S_b^2,...,S_b^L\];$S3)为了安全检测，TP制备两组随机处于四个态{|g〉，|e〉，|+〉，|‑〉}之一的样本单原子D_a和D_b；这里，{|g〉，|e〉}被记为Z基，{|+〉，|‑〉}被记为X基；然后，TP将D_a(D_b)随机插入S_a(S_b)以形成一个新序列S′_a(S′_b)；最后，TP将S′_a(S′_b)发送给Alice(Bob)；在证实Alice(Bob)已经收到S′_a(S′_b)后，TP告诉Alice(Bob)D_a(D_b)中样本单原子的位置和制备基；然后，Alice(Bob)用TP所告诉的基测量S′_a(S′_b)中的样本单原子并告诉TP她(他)的测量结果；通过比较S′_a(S′_b)中样本单原子的初态和Alice(Bob)的测量结果，TP能够判断在S′_a(S′_b)的传输过程中量子信道是否安全；如果错误率不合理地高，通信被终止，反之，通信被继续；S4)Alice(Bob)丢弃S′_a(S′_b)中的样本单原子以恢复S_a(S_b)；然后，Alice(Bob)用Z基测量原子的测量结果被编码成由所代表的一经典比特；具体地讲，如果的测量结果是|g〉，将为0，否则，如果的测量结果是|e〉，将为1；然后，Alice(Bob)计算这里，是异或运算；最后，Alice(Bob)公开告诉S5)TP将步骤S2制备的根据它的初态转化成一个经典比特具体地讲，如果的初态是|gg〉或|ee〉，将为0，否则，如果的初态是|ge〉或|eg〉，将为1；然后，TP计算并将Rⁱ公开告诉Alice和Bob；S6)在收到Rⁱ后，Alice和Bob计算只要她们发现R^i′≠0对某个i成立，她们就得出X≠Y并终止整个通信过程，否则，她们得出X＝Y。