[发明专利]一种基于五粒子的受控量子安全直接通信方法

摘要

本发明公开了一种基于五粒子的受控量子安全直接通信方法，采用发送一个粒子给接收方的方法，通过减少量子信道中传输的粒子数来提高通信的传输效率；通信过程中发送方保留3个粒子，利用一个量子态编码3bit的信息，因此提高了编码容量，增加了通信双方交换的信息比特数，使传输效率提高到60％。

主权项

1.一种基于五粒子的受控量子安全直接通信方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，发送方Alice利用n个五粒子态|ψ＞12345形成一个序列S，序列S中的每个五粒子态均包括五个粒子，该五个粒子分别为粒子A1、粒子A2、粒子A3、粒子A4和粒子A5；步骤2，从序列S中的每个五粒子态中提取粒子A1，形成序列S1；从序列S中的每个五粒子态中提取粒子A2，形成序列S2；从序列S中的每个五粒子态中提取粒子A3，形成序列S3；从序列S中的每个五粒子态中提取粒子A4，形成序列S4；从序列S中的每个五粒子态中提取粒子A5，形成序列S5；步骤3，发送方Alice分别发送序列S4和序列S5给接收方Bob和控制方Charlie，发送方Alice自身保留序列S1，S2和S3；步骤4，发送方Alice判断是否存在窃听者Eve，若存在，则执行步骤5，否则，放弃此次通信；步骤5，发送方Alice从序列S1，S2和S3中分别选取序号相同的粒子A1、粒子A2和粒子A3进行联合GHZ测量，得到n个GHZ测量结果；控制方Charlie对序列S5中的每个粒子A5执行单粒子测量，得到n个单粒子测量结果；接收方Bob对序列S4中的每个粒子A4执行幺正操作处理，得到n个幺正操作处理结果；n个GHZ测量结果包括8种GHZ态，n个单粒子测量结果包括两种粒子A5的状态，n个幺正操作处理结果包括8种粒子A4的状态；步骤6：获取GHZ态、粒子A5的状态和粒子A4的状态之间存在的对应关系；步骤7，发送方Alice对n个GHZ测量结果按照编码规则进行编码得到n个编码结果，n个编码结果形成序列SA；步骤8，发送方Alice将要发送的信息序列M与序列SA进行异或运算，得到序列SB；发送方Alice公开序列SB的值，接收方Bob获取序列SB的值；步骤9，控制方Charlie将n个单粒子测量结果发送给接收方Bob，接收方Bob根据n个单粒子测量结果和n个幺正操作处理结果，以及GHZ态、粒子A5的状态和粒子A4的状态之间存在的对应关系，获取n个GHZ测量结果；接收方Bob根据n个GHZ测量结果以及编码规则得到序列SA；接收方Bob将序列SA和序列SB进行异或运算得到信息序列M。