[发明专利]基于三个自由度的量子安全直接信息通信方法及系统

摘要

本发明提供基于三个自由度的量子安全直接信息通信方法及系统，属于量子通信技术领域。服务器制备超纠缠量子态，以每个贝尔态中的第一光子组成第一序列作为信息载体，依次传递给第一用户终端、第二用户终端和第三用户终端。第一用户终端、第二用户终端和第三用户终端通过分别对第一序列中的三个自由度编码操作，最后将第一序列发回至服务器。服务器通过对两条序列做超纠缠贝尔态测量可以推断出第一用户终端、第二用户终端和第三用户终端在每个自由度上的编码方式，从而完成信息的收集。由于安全性由量子纠缠态的非局域关联特性保证，窃听者每次只能窃取纠缠粒子体系的一部分，而得不到量子纠缠对的整体状态，从而保证了信息的不对外泄露。

主权项

1.一种基于三个自由度的量子安全直接信息通信方法，其特征在于，所述方法包括：服务器随机制备N个超纠缠贝尔态和M个诱骗态光子，每个所述超纠缠贝尔态包括第一光子和第二光子，每个所述第一光子、所述第二光子和每个所述诱骗态光子均包含多个自由度，所述多个自由度包括用于表征左右纵向动量自由度的第一自由度、用于表征内外纵向动量自由度的第二自由度以及用于表征偏振自由度的第三自由度；所述服务器分别从每个所述超纠缠贝尔态中抽取所述第一光子组成第一序列，抽取所述第二光子组成第二序列；所述服务器根据所述第一序列和M个所述诱骗态光子，生成第一发送序列；所述服务器将所述第一发送序列发送至第一用户终端；所述第一用户终端对所述第一序列的所述第一自由度进行编码，并随机置入若干个诱骗态光子，生成第一用户编码序列，将所述第一用户编码序列后发送至第二用户终端；在所述第二用户终端对接收的所述第一用户编码序列进行安全性检测，确认无窃听后，所述第二用户终端对所述第一用户编码序列所对应的所述第二自由度进行编码，并随机置入若干个诱骗态光子后生成第二用户编码序列，并将所述第二用户编码序列发送至第三用户终端；在所述第三用户终端对第二用户终端所发送的所述第二用户编码序列进行安全性检测，确认无窃听后，所述第三用户终端对所述第二用户编码序列所对应的所述第三自由度进行编码，并随机置入若干个诱骗态光子后生成第三用户编码序列，并将所述第三用户编码序列返回至所述服务器；在所述服务器对所述第三用户终端所返回的所述第三用户编码序列进行安全性检测，确认无窃听后，所述服务器对所述第三用户编码序列和所述第二序列做联合超纠缠贝尔态测量，得到目标测量结果；所述服务器根据所述目标测量结果以及初始测量结果确定所述第一用户终端、所述第二用户终端和所述第三用户终端所传递的信息，从而完成信息的收集。