[发明专利]一种基于纠缠交换的量子秘密共享方法

说明书

本发明公开了一种基于纠缠交换的量子秘密共享方法，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。通过纠缠交换使两个用户手中的光子产生纠缠，双方利用对单光子的酉操作编码信息，有效地提高了安全密钥的利用率和成码率，有利于提高通信信息传输的安全性。

技术领域

本发明涉及量子通信技术领域，尤其涉及一种基于纠缠交换的量子秘密共享方法。

背景技术

近年来量子密码学为现代通信的安全性提供了一个可靠的帮助。作为量子密码学一个重要的分支，量子秘密共享(QSS)可以使得通信多方通过合作，联合向另一方传输密钥。

现有的量子秘密共享虽在理论上具有无条件安全性，然而实际QSS系统中由于实验器件的不完美性仍然存在一些安全性漏洞，针对这些安全漏洞存在多种攻击方案，导致通信信息传输不安全。

发明内容

本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

鉴于上述现有存在的问题，提出了本发明。

因此，本发明解决的技术问题是：现有的量子秘密共享虽在理论上具有无条件安全性，然而实际QSS系统中由于实验器件的不完美性仍然存在一些安全性漏洞，针对这些安全漏洞存在多种攻击方案，导致通信信息传输不安全。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种基于纠缠交换的量子秘密共享方法，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。

作为本发明所述的基于纠缠交换的量子秘密共享方法的一种优选方案，其中：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。

作为本发明所述的基于纠缠交换的量子秘密共享方法的一种优选方案，其中：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。