一種基於部分糾纏ghz信道的聯合監控量子廣播通信方法

2023-10-05 02:52:39

一種基於部分糾纏ghz信道的聯合監控量子廣播通信方法
【專利摘要】本發明公開了一種基於部分糾纏GHZ信道的聯合監控量子廣播通信方法，通過發送方基於信息傳送的模式,製備多粒子部分糾纏GHZ態，根據參與監控者的數量，引入相應數量的輔助粒子作為控制粒子，選定GHZ態的部分粒子作為被監控的粒子,對輔助粒子和選定實施被監控的粒子進行CNOT門操作，然後把粒子發送給監控方和接收用戶發送方進行Bell測量，公布校驗位，各監控方進行單粒子測量，將測量結果作為授權信息發布給相應的合法的授權限制用戶，各個授權限制用戶根據其Bell測量結果，校驗信息和授權信息，獲得發送方真實的廣播數據。本發明能夠實現在授權模式下多個監控方聯合監控廣播數據的流向，並能避免對最大糾纏信道的需求以及複雜的糾纏集中操作，具有良好的實用性和可行性。
【專利說明】一種基於部分糾纏GHZ信道的聯合監控量子廣播通信方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種量子網絡的廣播通信方法，具體涉及一種基於部分糾纏GHZ信道的聯合監控量子網絡通信方法。
【背景技術】
[0002]量子信息學主要包括量子通信和量子計算。量子通信是以量子態作為信息單元來實現信息的有效傳送，除了需要傳統的經典信道外，更為主要的還需建立通信各方之間的量子糾纏信道。自從1993年基於量子糾纏提出了第一個量子遠程傳態的實驗方案以來，1997年國際上首次實驗實現了基於Bell糾纏信道的量子遠程傳態，進而為了實現遠距離量子通信，在收發點之間設計了基於糾纏交換的量子中繼器。這些點對點通信行為，充分驗證了構建可擴展量子通信網絡的可行性。量子通信業已成為前沿信息技術發展最迅速的研究領域，但是目前的進展主要集中基於點與點之間的通信行為。2007年Wang等提出了第一個量子廣播通信協議，利用最大糾纏GHZ態實現了一對多的信息傳送。近年來，Man和Yang等相繼提出了更高效的基於身份認證的量子廣播通信協議。然而，我們注意到上述廣播通信協議中缺少對廣播數據接收用戶權限的設置，部分用戶應可以無限制接收到廣播數據，其他用戶則需要在得到監控授權信息下才能獲取真實的廣播數據。此外，量子通信中，所採用量子信道實際上就是通信各方之間的量子糾纏，現有的廣播量子通信和量子交換協議都利用了最大糾纏信道，例如最大糾纏Bell信道
【權利要求】
1.一種基於部分糾纏GHZ信道的聯合監控量子廣播通信方法，其特徵在於，包括如下步驟: (1)數據粒子準備階段:發送者Alice準備兩組部分糾纏GHZ態， 和丨GHQa作為信道用來廣播信息，Alice從每個GHZ態中保留2個粒子，q、O2和.4 ,從每個GHZ態中分別提取~和匹配成量子數據粒子序列單元巧；(2)監控粒子準備和數據粒子更新階段=Alice引入初始狀態為網的輔助粒子cIAncp ,選擇一個輔助粒子\首先執行Hadamard交換,並以x作為控制位，以被監控的數據位ipinl作為目標位，實施CNOT變換，完成對數據粒子序列單元&中4為的更 新，再對C1執行Hadamard交換，以，作為控制位，為目標位，實施CNOT變換，將相應的控制粒子分發給J3個監控方Charm/J = 1,2,...,^)，初步建立實施聯合監控模式的量子廣播通信信道；(3)檢測粒子準備與數據傳送階段=Alice為每組^序列準備若干個(k)檢測粒子組成檢測粒子序列J, = U11U],每個粒子隨機處於{丨昨11>}和(|+>，|-〉}的基態之一，Alice記錄檢測序列裡每個粒子所處的狀態，將&隨機插入檢測粒子序列Jf，記下位置，形成％組新的數據粒子和檢測粒子混雜序列&, Alice將手中的粒子序列J分別發送給相應的第；個接收者?= U，…，w)； (4)檢測實施階段:當接收用戶收到混雜序列後，對該混雜序列進行安全檢測，提取其中的檢測粒子序列進行檢測監聽；(5)監控模式下的信息解碼階段=Alice和各個廣播信息接收用戶對他們各自手中相應的兩個粒子進行Bell測量，獲得測量結果，並對測量結果進行編碼，令對應於經典粒子0，對應於經典粒子1，Alice根據其測量結果和要發送的秘密消息通過經典信道公布一個校驗位』，各個監控方Ctorffef = 1,2,對其手中的粒子利用進行測量，當測量結果為| + >時，授權信息編碼為0 ;當測量結果為卜>，授權信息編碼為I ;CharlietQ =1,2,...fp)將其測量結果AG =作為授權信息告知給相應的合法用戶，如果不授權，則拒絕發布授權信息；廣播數據接收用戶Abi從混雜粒子序列中提取數據粒子序列，進行Bell測量，獲得測量結果^，根據校驗位信肩4 Bell測量結果^和授權信息1，獲取真實有效的合法廣播數據。
【文檔編號】H04L12/18GK103763114SQ201410008063
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2014年1月8日 優先權日:2014年1月8日
【發明者】姜敏, 鄧晶, 黃旭, 魏玉震 申請人:蘇州大學