[发明专利]一种基于纠缠交换的量子秘密共享方法

权利要求书

1.一种基于纠缠交换的量子秘密共享方法，其特征在于，包括：

第二用户和第三用户制备双光子EPR序列；

基于双光子EPR序列在直角基和对角基下随机制备大量的单光子作为安全性检测光子；

将所述安全性检测光子随机插入到各自制备的EPR序列中形成发送信息，将所述发送信息发送至第四用户；

所述第四用户接收所述发送信息，对其中的安全性检测光子进行贝尔态测量，并公布测量结果，第二用户和第三用户公布作为安全性检测光子的位置和编码；

若进行所述贝尔态测量的两个光子都来自于单光子，则第二用户和第三用户根据其编码信息和测量结果估算误码率，进行安全性检测；

若两个光子都来自于双光子EPR序列，则根据所述测量结果，第二用户和第三用户手中剩余的光子形成纠缠EPR对；

若进行贝尔态测量的两个光子一个来自双光子EPR序列，另一个是单光子，则第二用户和第三用户丢弃掉测量结果及手中对应的光子；

所述第二用户和第三用户预先设置有误码率率阈值，所述第二用户和第三用户将安全性检测得到的误码率与误码率率阈值进行比对；

若安全性检测得到的误码率低于误码率率阈值，所述第二用户和第三用户确定第一轮光子传输安全，双方分别对手中生成的EPR光子对中的光子进行酉操作；

所述第二用户和第三用户再次基于双光子EPR序列在直角基和对角基下随机制备单光子作为安全性检测光子，将安全性检测光子随机插入到所述双光子EPR序列中；

所述第二用户和第三用户将编码后的EPR光子对及安全性检测光子再次生成发送信息，并将所述发送信息发送至第一用户；

第一用户接收发送信息，为防止第四用户得到所述第二用户和第三用户的编码信息，第一用户对接收到的每个光子随机施加酉操作；

第一用户将所述光子发送至第四用户，第四用户再次进行贝尔态测量并公布结果，随后，第二用户和第三用户公布安全性检测光子的位置和编码；

第一用户根据安全性检测光子的BSM测量结果以及自身的酉操作计算误码率，进行第二轮安全性检测，再次得到误码率，若所述误码率高于误码率率阈值，则判定光子传输过程不安全，放弃通信；

若所述误码率低于误码率率阈值，则判定光子传输过程安全，第一用户则根据两次贝尔态测量结果和酉操作，推测出第二用户和第三用户合作传递的原始密钥。

2.如权利要求1所述的基于纠缠交换的量子秘密共享方法，其特征在于：

进行重复获取原始密钥，第四用户对原始密钥进行纠错，形成最终的安全密钥。

3.如权利要求1所述的基于纠缠交换的量子秘密共享方法，其特征在于：

所述双光子EPR序列的量子态为：

其中|Φ⁺表示量子态，|Φ⁺属于下列4个贝尔态之一：

其中，|H和|V分别代表光子的水平极化态和垂直极化态，并且第二用户和第三用户随机制备大量的单光子作为安全性检测光子，并将这些单光子随机地插入到EPR序列中；其中直角基表示为：

{|H,|V}，

对角基表示为：

4.如权利要求1所述的基于纠缠交换的量子秘密共享方法，其特征在；

第二用户和第三用户手中剩余的光子通过纠缠交换形成纠缠EPR对，第二用户和第三用户手中剩余光子形成纠缠态，其过程为：