[发明专利]基于多自由度的与测量设备无关的量子安全直接通信方法

权利要求书

1.一种基于多自由度的与测量设备无关的量子安全直接通信方法，其特征在于，包括以下步骤：

制备发送用户和接收用户的量子态；

对所述发送用户和接收用户的量子态进行超纠缠贝尔态测量，获取错误比特率；

根据所述错误比特率和误码率门限判断是否存在窃听，若不存在，则对所述发送用户的量子态进行编码；

对所述编码后的量子态进行安全检测，判断所述编码后的量子是否存在窃听，若不存在则由接收用户获取发送用户的编码；

所述发送用户的量子态包括纠缠态和单光子态；所述接收用户的量子态包括单光子态；

所述单光子态的表达式如下所示：

其中，ζ表示单光子态，P表示极化自由度，F表示第一纵向动量自由度，S表示第二纵向动量自由度；

所述纠缠态的表达式如下所示：

其中，H、V分别表示光子的水平和垂直偏振；l和r分别表示光子处于平面左边和右边；I和E分别表示光子处于平面内圈和外圈；下标1表示被编码的光子，下标2表示进行贝尔态测量的光子。

2.根据其权利要求1所示的一种基于多自由度的与测量设备无关的量子安全直接通信方法，其特征在于，所述量子态的自由度为3。

3.根据其权利要求1所示的一种基于多自由度的与测量设备无关的量子安全直接通信方法，其特征在于，所述超纠缠贝尔态的表达式如下：

其中，P表示极化自由度，F表示第一纵向动量自由度，S表示第二纵向动量自由度；H和V分别表示光子的水平和垂直偏振；l和r分别表示光子处于平面左边和右边；I和E分别表示光子处于平面内圈和外圈，表示两个光子不同的贝尔态，表示两个光子相同的贝尔态。

4.根据其权利要求1所示的一种基于多自由度的与测量设备无关的量子安全直接通信方法，其特征在于，所述极化自由度包括：

其中，P表示极化自由度，H表示光子的水平偏振状态，V表示光子的垂直偏振状态。

5.根据其权利要求1所示的一种基于多自由度的与测量设备无关的量子安全直接通信方法，其特征在于，所述第一纵向动量自由度包括：

其中，F表示第一纵向动量自由度，l表示光子处于平面左边的状态，r表示光子处于平面右边的状态。

6.根据其权利要求1所示的一种基于多自由度的与测量设备无关的量子安全直接通信方法，其特征在于，所示表示第二纵向动量自由度包括：

其中，S表示第二纵向动量自由度，I表示光子处于平面内圈的状态，E表示光子处于平面外圈的状态。