[发明专利]量子密钥分发方法、装置和系统

说明书

本申请提供一种量子密钥分发方法、装置和系统，该方法包括：通信设备向测量设备发送N轮光信号，通信设备接收测量设备发送的针对N轮光信号中每一轮光信号的测量结果，针对每一轮光信号的测量结果包括测量设备对分别来自两个通信设备的该轮光信号的测量结果，通信设备根据测量结果，从通信设备发送的N轮光信号中确定M轮目标光信号，通信设备根据M轮目标光信号中的两轮目标光信号为一对光信号，从M轮目标光信号确定T对光信号，通信设备根据T对光信号，获得两个通信设备之间通信的密钥。因此，能够大大提高量子密钥分发的成码率。

技术领域

本申请涉及量子信息技术领域，尤其涉及一种量子密钥分发方法、装置和系统。

背景技术

量子密钥分发(Quantum Key Distribution，QKD)是利用量子力学特性来保证通信的安全性，使通信的双方能够产生并分享一个随机的、安全的密钥，以进行加密和解密消息，在实用密码学、信息安全、国防等领域有着重要且广泛的应用。

目前，一种常见的量子密钥分发方式是测量设备无关量子密钥分发(Measurement-Device-Independent Quantum Key Distribution，MDI-QKD)，通信双方A和B均为发送端，同时向信道中的不受信任的测量设备C发送固定配对方式的相干光脉冲，一对相干光脉冲对应一个单光子信号，C 公布A和B发送的两个单光子信号的干涉结果，辅助A和B产生密钥，其中，每一对相干光脉冲在发送过程中，如果有一个相干光脉冲丢失，这一对相干光脉冲就无法用于生成密钥，进而导致用于生成密钥的单光子信号数量随之减少。因此，存在密钥的成码率低的问题。

发明内容

本申请提供一种量子密钥分发方法、装置和系统，以解决密钥的成码率低的问题。

第一方面，本申请提供一种量子密钥分发方法，应用于量子密钥分发系统，量子密钥分发系统包括两个通信设备和位于两个通信设备之间的测量设备，测量设备分别与两个通信设备通信连接，两个通信设备之间通信连接，方法包括：

通信设备向测量设备发送N轮光信号，N为大于等于2的整数，其中，通信设备中一通信设备向测量设备发送每一轮光信号的同时，另一通信设备也向测量设备发送光信号；

通信设备接收测量设备发送的针对N轮光信号中每一轮光信号的测量结果，针对每一轮光信号的测量结果包括测量设备对分别来自两个通信设备的该轮光信号的测量结果；

通信设备根据测量结果，从通信设备发送的N轮光信号中确定M轮目标光信号，M为大于等于2的整数，其中，每一轮目标光信号的测量结果为测量设备对分别来自两个通信设备的该轮光信号干涉后，响应干涉后的其中一通信设备的该轮光信号且不响应干涉后的另一通信设备的该轮光信号；

通信设备根据M轮目标光信号中的两轮目标光信号为一对光信号，从M 轮目标光信号确定T对光信号，T为大于等于1的整数，其中任意两对光信号中不存在相同轮的目标光信号；

通信设备根据T对光信号，获得两个通信设备之间通信的密钥。

可选的，通信设备根据T对光信号，获得两个通信设备之间通信的密钥，包括：

通信设备根据每一对光信号中各光信号的编码光强，确定每一对光信号的基矢，其中，基矢为Z基矢、X基矢、0光强或无效信号；

通信设备将每一对光信号的基矢发送给另一通信设备，以及接收来自另一通信设备的每一对光信号的基矢；

通信设备根据本地的每一对光信号的基矢，以及来自另一通信设备的每一对光信号的基矢，从T对光信号中确定H对光信号，H为大于等于1且小于等于T的整数；

通信设备根据H对光信号，获得两个通信设备之间通信的密钥；

其中，H对光信号中每一对光信号的基矢不为无效信号，且来自另一通信设备相应的每一对光信号的基矢也不为无效信号。