[发明专利]一种分层量子信息分发方法

摘要

本发明公开了一种分层量子信息分发方法，发送方把一个携带量子信息的量子态，通过分层结构逐层分发到多个代理节点，量子信息由分层结构的每一层中的所有代理方共享，只有每一层中的代理方一起合作才能恢复量子信息，实现了量子信息安全性传递；本发明使用相对容易制备的“四粒子GHZ”状态使得方案在实际中的可行性提高，利用分层结构来实现多次快速的量子信息分发，为无线网络中量子信息的快速分发提供了理论基础。

主权项

一种分层量子信息分发方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)发送方拥有一个携带1量子比特信息的粒子(1)和一个制备在四粒子(1',2,3,4)态上的GHZ态，发送方将GHZ态中的三个粒子分别分配给分层结构的第一层中的三个代理节点形成一个五粒子的初始状态；(2)发送方对拥有的粒子(1,1')执行Bell测量，使传递的量子信息分发到三个代理节点，三个代理节点的三个粒子共享1量子比特信息，三个代理节点执行幺正变换将其变为指定的信息态；(3)第一层的三个代理节点准备三个四粒子GHZ态，分别制备在粒子(2',5,6,7),(3',8,9,10),(4'11,12,13)上，第一层的三个代理节点将三个四粒子GHZ态中的九个粒子5‑13分别分配给第二层的9个代理节点，形成一个十五粒子的初始状态；(4)第一层的三个代理节点对拥有的六个粒子(2,3,4,2',3',4')执行六粒子的扩展Bell测量，使传递的量子信息分发到九个代理节点，九个代理节点拥有的九个粒子共享1量子比特信息，九个代理节点执行幺正变换将其变为指定的信息态；(5)第二层的九个代理节点分别准备9个四粒子制备的GHZ态，将指定的粒子分配给27个第三层代理节点，对有用的18个粒子进行广义Bell测量，使得量子信息传递到第三层的27个代理节点中；按照此方法继续分发信息，实现分层结构的每一层代理的数量以公比为3的等比数列增长。