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申请/专利权人：苏州大学

摘要：本发明涉及量子保密通信技术领域，尤其是指一种基于非最大纠缠GHZ态实现双方量子密钥协商的方法。所述方法分为Alice和Bob两个用户，其中Alice制备2L个非最大纠缠的GHZ态，以其两两纠缠态作为粒子源，并将所有非最大GHZ态粒子分组为s1和s2，将s2发送给Bob。Alice与Bob分别对s1和s2进行Bell测量，则得到一个共同的二进制序列M。Alice对s1进行操作后发送给Bob，Bob对M进行计算并公布结果。最后Bob测量Alice操作后的s1，Alice接收Bob的计算结果，双方得到最终的共享密钥K。所述方法具有良好的安全性，并且拥有较高的量子位效率，还可以对抗集体噪声。

主权项：1.一种基于非最大纠缠GHZ态实现双方量子密钥协商的方法，有两个用户Alice和Bob参与量子密钥协商，且两者都通过了网络中心服务器的身份认证，每个用户分别拥有长为2L比特的密钥，对应的密钥为KA和KB，其特征在于，具体步骤包括：步骤一、参与者Alice与参与者Bob各自生成两位密钥与其中j＝1,2,3,…,L，构成密钥序列KA和KB；参与者Alice制备2L个非最大纠缠的GHZ态粒子对并以作为粒子源，其中i＝1,2,3,…,L；将这些粒子分为两个序列s1＝{A1,A2,A3,…,A2L}，s2＝{B1,C1,B2,C2,B3,C3,…,B2L,C2L}，即序列s1包含所有GHZ态的第一个粒子，序列s2包含所有GHZ态的第二和第三个粒子；步骤二、参与者Alice将序列s1留在本地，然后将足够多的诱骗光子随机插入到序列s2中，生成序列并记录插入的诱骗光子的位置及状态；步骤三、参与者Alice将得到的序列发送给参与者Bob，在参与者Bob确认接收到序列后，参与者Alice宣布诱骗光子的位置以及相应的测量基；步骤四、参与者Bob根据参与者Alice宣布的诱骗光子的位置以及相应的测量基，对接收到的序列进行测量，并将测量结果告知参与者Alice；通过将测量结果与诱骗光子的初始状态进行比较，参与者Alice得到错误率；如果测量结果错误率小于给定阈值，表示没有窃听者，将执行步骤五；否则，将放弃前面的所有操作，重新执行步骤一；步骤五、参与者Bob去除中的诱骗光子，重新得到序列s2；参与者Bob对序列s2进行Bell测量，并对测量结果进行编码，得到长度为2L比特的二进制序列MB；该编码规则为：当BiCi粒子的测量结果为|00+|11或|00-|11，Bi+LCi+L粒子的测量结果失败时，标记为失败；当BiCi粒子和Bi+LCi+L粒子的测量结果都为|01+|10，或BiCi粒子和Bi+LCi+L粒子的测量结果都为|01-|10时，记为10；当BiCi粒子的测量结果为|01+|10且Bi+LCi+L粒子的测量结果为|01-|10，或BiCi粒子的测量结果为|01-|10且Bi+LCi+L粒子的测量结果为|01+|10时，记为11；同时，参与者Alice对序列s1进行Bell测量，并对测量结果进行编码，表示为序列MA；将序列s1测量坍缩后记为s′1；该编码规则为：当测量结果为|00+|11或|11-|11时，标记为失败；当测量结果为|01+|10时，记为10；当测量结果为|01-|10时，记为11；有序列MA＝MB，记为序列M，并标记出序列中测量失败的位置，则参与者Alice和参与者Bob得到一个仅有双方拥有且共享的序列M,其中Mj＝{10,11}，且参与者Bob根据序列MB得知参与者Alice的测量结果；步骤六、参与者Alice根据自己的密钥对序列s′1进行Pauli操作，得到序列s′3；该Pauli操作为：当时，进行I操作；当时，进行X操作；当时，进行Z操作；当时，进行iY操作；其中I操作表示为X操作表示为Z操作表示为iY操作表示为iY＝|01|-|10|＝步骤七、参与者Alice在序列s′3中随机插入足够多的诱骗光子，得到序列与步骤三、四相同，参与者Alice将序列发送给参与者Bob并进行窃听检测；若错误率低于阈值，则将诱骗光子去除，恢复序列s′3并继续执行步骤八；若错误率高于阈值，则终止；步骤八、参与者Bob对序列s′3进行Bell测量并编码，得到序列P；此时序列P在序列M测量成功的位置的值等于该编码规则为：当测量结果为|00+|11时，Pj记为00；当测量结果为|11-|11时，Pj记为01；当测量结果为|01+|10时，Pj记为10；当测量结果为|01-|10时，Pj记为11；步骤九、参与者Bob将序列KB、M及P中与序列M测量错误对应位置的Mj及Pj去掉，得到序列K′B、M′及P′，同时参与者Alice将序列KA中与序列M测量错误对应位置的去掉，得到K′A；参与者Bob得到共享密钥步骤十、参与者Bob公布的值，参与者Alice根据参与者Bob公布的值，得到共享密钥最终的共享密钥

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