[发明专利]一种异步匹配的测量设备无关量子密钥分发方法及系统

权利要求书

1.一种异步匹配的测量设备无关量子密钥分发方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）制备：第一发送端和第二发送端随机制备不同光强且相位随机的弱相干态量子信号光脉冲发往测量端；

（2）测量：测量端对来自第一发送端和第二发送端的光脉冲进行干涉测量，当有且仅有第一探测器和第二探测器中的一个探测器响应时，记为一个成功事件；

（3）后匹配：对于每一个成功事件，当第一发送端和第二发送端中任意一方选择诱骗态量子信号光脉冲时，则两个发送端均公布各自的相位信息以及经典比特值；并且定义两个发送端都选择诱骗态量子信号光脉冲的时间窗口为诱骗窗口，两个发送端随机挑选出两个诱骗窗口，在满足要求的情况下，匹配两个诱骗窗口的脉冲为脉冲对，根据测量端公布的测量结果得到X基矢的比特值；

定义第一发送端选择信号态量子信号光脉冲的时间窗口为信号态时间窗口，选择公布真空态或保留真空态的时间窗口为真空态时间窗口，第一发送端随机匹配一个信号态时间窗口和一个真空态时间窗口得到脉冲对，第二发送端匹配相应时刻下的两个时间窗口得到脉冲对，经过比对分析，得到Z基矢的比特值串；

（4）参数估计：公布所有X基矢的比特值，得到X基矢的比特错误总数，并且利用诱骗态方法进行参数估计；

（5）后处理：根据参数估计的结果用来对Z基矢的比特值串进行经典纠错，错误验证和隐私放大，得到最终密钥；

其中，所述步骤（1）的制备具体为：在每个时间窗口，第一发送端随机制备不同光强且相位随机的弱相干态量子信号光脉冲发往测量端，该量子信号光脉冲光强在中选择，其全局相位表示为，其中，编码相位表示为，对应的经典比特值为，制备的相位随机的弱相干态量子信号光脉冲表达式为，为其光强；第二发送端随机制备不同光强且相位随机的弱相干态量子信号光脉冲发往测量端，该量子信号光脉冲光强在中选择，其全局相位表示为，其中，编码相位表示为，对应的经典比特为，制备的相位随机的弱相干态量子信号光脉冲表达式为，为其光强；其中，第一发送端和第二发送端将0光强的脉冲作为公布真空态或保留真空态量子信号光脉冲，将和光强的脉冲作为信号态量子信号光脉冲，将和光强的脉冲作为诱骗态量子信号光脉冲；

所述步骤（1）中第一发送端和第二发送端随机制备的弱相干态量子信号光脉冲均通过不安全的量子信道发往测量端，并且用表示真空态，表示保留真空态，可表示公布真空态；

所述步骤（2）中测量端还测量出第一发送端和第二发送端在每个时间窗口内的由激光器频率差和信道长度漂移引起的相位噪声差，记为；

所述步骤（3）中X基矢的比特值计算具体为：定义两个发送端都选择诱骗态量子信号光脉冲的时间窗口为诱骗窗口，然后两个发送端随机挑选出两个诱骗窗口，要求满足：

匹配两个诱骗窗口的脉冲为脉冲对，得到X基矢的比特值以及，其中，其中N为脉冲总数，所有X基矢的比特值的集合记为；当的时间窗口和的时间窗口是同一探测器响应，则对应探测到贝尔态；当的时间窗口和的时间窗口是不同探测器响应，则对应探测到贝尔态，测得贝尔态，第二发送端反转其比特值；

Z基矢的比特值串计算具体为：第一发送端随机匹配一个信号态时间窗口和一个公布真空态时间窗口得到一个脉冲对，在上述两个时间窗口下，第一发送端的两个脉冲光强如果为，则记为比特值1，如果为，则记为比特值0；然后，第二发送端匹配该两个时间窗口下自己的两个脉冲光强，如果为，则记为比特值0，如果为，则记为比特值1，如果为或，第二发送端公布丢弃该事件；最终得到Z基矢的比特值串,表示为。