：物 网通信信道的量子密
研究
116
《激光 志))2017年第38卷第12期LASER JOURNAL(Vol。38，No．12，2堂)
1．3．1
描述
端
多个接收端分
接收端接收；在多用 量子密
机生成的， 送端以及接收端任意 取基矢并 量基
密
，
的密文准确无 的由
(1)Alice中存在两个EPR源：
分
流程中密 是随
(4)
19j)=A。B．，}妒；)=A2B：
矢，
可确保
的安全。
在留下(B)。2=B。O曰：的同 把(A)@2=A，OA：
到Bob。
基于分
密
度rl以及分 数m，用P描述最
后
取密 的概率， 有：
1)}④2、{1+)，I一)}@2
(2)在两个 量基{10)，l
r
／1、m1“
中Alice与Bob分
任 其一 (A)。2以及(B)@2的
(1)
P=l 1-I i1
I
l
L
、二，
J
量。
若密
度保持 定，可利用式(1)确定适合的
(3)Alice与Bob反复完成至少4n次(1)以及
分
密
数11't，使不等式P>P。成立，用尸。描述 取相同
(2)的步
。
的最小
，
确保物 网各通信 端基于最
。
(4)Alice与Bob在 典信道上要公开
示 量
高的概率得到一致的密
基，确保Alice与Bob至少有2n个相同的 量基’14|，
相同 量基 的4n个
(5)通 比Alice与Bob任意 取的相同
基的n (A)@2的
是否有窃听行 的依据是
1．3
同
量 。
4
Hilbert空 上的量子密 分配
量
上述分析的量子密 分配 BB84是建立在二
量
和( @2的
量
，Alice判
率高低比
的Hilbert空 里， 个量子比特是基于 量基j
o)，I 1)和l+)．I一)的一种 量出来的，而 量基的
量
与
取是通
行的两 会采用随机的方式
行
¨5。，若信道
率在百分之十范 内， 可以
。
行
¨引。之所以运用此方法是因 Alice与Bob可利
往下 行，否 将停止
(6) 了得到最安全的密 比特，Alice与Bob
需要加 余下的2n个 的保密工作。
1．3．2安全性分析
置￡_(I妒施)@2)=(1／2)。2是(B)。2的密度算
子。Alice与Bob在{10)，I 1)}@2、{I+)，I一)}@2
用局域操作，通 两种 量基
出存在于 量子中
出来的概率不是百分之
，确保正确的量子密
量
的
，
然
取
被
百，但可随
分配
本
行
在噪声量子信道上施行， 此信道的要求
是
率在百分之十以内。
如果信道的 率高于百分之十， 噪声以及窃
听会使量子信道上的信息泄露 窃听者Eve。主要
两
种
量基中任 其一分
(』4)@2以及( @2
行
量，所以，
量子信道上的(B)@2 于非正交混合
是因 任何 生在 个比特J9)上的
E=eoI+e1X+e2Z+e3XZ
E是：
，且不能被Eve拷 “1 6I。
(2)
在明确
数量的基 上辨 能否得到保真度
取秘 比特。 上
了
定
生的
，只要Alice与Bob辨 出I
是1的EPR ，并
其
行
量
p)中是否存在x或z
。BB84运用I、x和z
所述，Alice与Bob要保 存在于(B)@2上的一切窃听
行
生X
，I、x和z属于 化的四个Pauli矩 。如果
有：
，(px I妒+)。。=XO，19+)。B=l≯ +)
活 以及由噪声 致的
能被 量基
出来。
，
{Io)，I
1)}⑧2以及{l+)，I一)}④2
=
辨
两个量子比特上的
种
可通 存在于
个量子比特上
的
量
来区分ⅢJ，在任 2
(100)。B+110)。B)／,／2=(I++)^B— I一一)。日)／√2(3)
Alice与Bob运用各自的量子比特 行}0)，I 1)
量， 察各自得出 果是否一致。同理可得，z
个Pauli算子 成的集合{，，X，z，昭}@2中不包含
基
的全部元素，用E描述。Alice与Bob利用 量基
可利用I+)，l一)
1)以及I+)，l一)
出，或XZ
可利用Io)，l
{10)，l 1)}@2以及{l+)，l一)}④2先 (B)@2上的E中
出。在量子密 分配
中不
多
全部元素
行
量，再
量
比的流程。
有一半相同 量基的
程是在 的第(4)步中完成的，
运用“制 量子一 量量子”方案 多，而且
提高通信效率越来越重 。只有降低通信
Alice与Bob随机
量
程
中的
量，
中量子比特的 失量才能从根本上解决通信效率低
。基于 种想法，将HH84 Hilbert空
上的 个量子的密 展到4 Hilbert空
其余相同 量基的
量
中的
量准 一个可
的
二
靠的估量， 估量的精确性指
接近1。如果Alice
商
向
一
Bob 送4n个无法拷 的量子比特，以2个
送，在此 程中会 ；在Bob 取后，
比特，将
¨3『，使得物 网通信信道上的通信量降低，提高信
道通信效率。
生
Alice任意 取2n中的n
行
n
h
：／／www．1aserjournal．cn
万方数据
全部评论(0)