CN108683461A - 一种基于单光子的测量设备无关量子通信系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种基于单光子的测量设备无关量子通信系统，包括。发送端，接收端，和第三方，其中，发送端和接收端分别制备用于安全检测的第一光子序列和第三光子序列并发送给第三方进行测量，进而发送端和接收端根据测量结果进行安全检测，当安全检测通过后，发送方将需要传输的信息加载到预先构建好的第二光子序列中，并发送给第三方，第三方将第二光子序列的测量结果发送给接收端，以完成一次通信过程，本发明实施例提供的系统，在将测量工作完全交给第三方的情况下，仍然能够达到物理定律保证的绝对通信安全，并且保证只有接收方能够从最后第三方公布的信息中解码出发送端传递的信息。

Description

一种基于单光子的测量设备无关量子通信系统

技术领域

本发明实施例涉及量子通信领域，尤其涉及一种基于单光子的测量设备无关的量子通信系统。

背景技术

作为量子通信协议的一种，量子安全直接通信协议自2000年被提出以来，已经取得了一系列的重要发展，比如，基于纠缠光子对(LL00协议)单光子(DL04协议)的量子安全直接通信协议相继被提出。虽然，在理想状态下，量子安全直接通信的安全性能够得到有效保证，但是在实际实施过程当中，由于器件设备达不到的通信协议的有关要求，导致量子黑客有可趁之机。其中，针对测量器件的攻击较为简单直接，现实可行性很高，比如时移攻击和强光致盲攻击等等攻击手段，已被证明具有很高的攻击可行性，已经引起了一大堆量子通信研究者的关注。一些研究者开始思考应对策略，并提出能够排除针对非理想测量仪器攻击的量子通信协议。其中，针对量子密钥分发的测量设备无关协议已经被提出并且已经在实验中验证实施，显得尤为的引入关注。

现有技术中，对于量子通信光源的测量交给第三方进行的量子安全直接通信的协议的研究还处于空白阶段，量子安全直接通信协议在实施过程中容易因为测量设备受到攻击而使得通信的安全性受到威胁。

发明内容

本发明实施例提供一种基于单光子的测量设备无关量子通信系统，用以解决现有技术中对于量子通信光源的测量交给第三方进行的量子安全直接通信的协议的研究还处于空白阶段，量子安全直接通信协议在实施过程中容易因为测量设备受到攻击而使得通信的安全性受到威胁的问题。

本发明实施例提供一种基于单光子的测量设备无关量子通信系统，包括：

发送端，用于制备第一光子序列和第二光子序列，将所述第一光子序列发送给第三方并进行安全检测；在所述安全检测通过后，通过所述第二光子序列加载信息，并将加载信息后的第二光子序列发送给第三方以完成通信；

接收端，用于制备第三光子序列并将所述第三光子序列发送给第三方进行安全检测；在所述安全检测通过后，通过接收所述第三方发送的第二光子序列的检测结果，以完成通信；

第三方，用于接收所述第一光子序列和第三光子序列，对所述第一光子序列和第三光子序列进行测量，并公布测量结果，同时用于接收第二光子序列并对所述第二光子序列进行测量，将第二光子序列的测量结果发送给接收方；

其中，所述第三光子序列为单光子组成的序列。

其中，所述制备第一光子序列和第二光子序列，将所述第一光子序列发送给第三方并进行安全检测；通过所述第二光子序列加载信息，并将加载信息后的第二光子序列发送给第三方以完成通信具体包括：

制备处于纠缠态的光子序列L1和L2，序列长度为N，并制备包含M个单光子的光子序列L3，将序列L1中的N个光子和序列L3中的M个光子进行编组构成第一光子序列，并将所述第一序列发送给第三方，在第三方公布测量结果后，将所述第一光子序列的序列信息发送给接收端；

接收所述第三方的测量结果和接收端发送的第三光子序列的序列信息，并根据所述第三光子序列的序列信息和所述第三方的测量结果，对所述第三方进行安全检测；

若判断获知所述安全检测通过，则在所述光子序列L2中加载信息，并将加载信息后的光子序列L2发送给所述第三方；

其中光子序列L2即为第二光子序列；其中，M和N均为正整数。

其中，所述制备第三光子序列并将所述第三光子序列发送给第三方进行安全检测，在所述安全检测通过后，通过接收所述第三方发送的第二光子序列的检测结果，以完成通信具体包括：

制备包含M+N个单光子的光子序列L4即第三光子序列，并将所述光子序列L4发送给所述第三方；

接收所述发送端发送的所述第一序列的序列信息，和所述第三方的测量结果，并根据所述第一光子序列的序列信息和所述第三方的测量结果对所述第三方进行安全检测；

若判断获知所述安全检测通过，则将所述第二光子序列的测量基信息发送给所述第三方，并接收所述第三方对第二光子序列的测量结果。

其中，所述接收所述第一光子序列和第三光子序列，对所述第一光子序列和第三光子序列进行测量，并公布测量结果，同时用于接收第二光子序列并对所述第二光子序列进行测量，将所述第二光子序列的测量结果发送给接收方具体包括：

接收所述发送端发送的第一光子序列和接收端发送的所述第三序列，对所述第一光子序列和第三光子序列的光子进行配对并进行测量，将测量结果发送给所述发送端和所述接收端；

接收所述发送端发送的所述加载信息后的光子序列L2和所述接收端发送的光子序列L2的测量基信息，根据所述光子序列L2的测量信息对所述光子序列L2进行测量，将光子序列L2的测量结果发送给所述接收端。

其中，所述发送端和所述接收端还用于，若判断获知所述安全检测不通过，则终止本次通信。

其中，所述对所述第一光子序列和第二光子序列的光子进行配对并进行测量具体包括：将第一光子序列和第三光子序列的光子进行匹配后，进行M+N次Bell基联合测量，获得测量结果。

其中，所述接收端还用于，根据所述发送端发送的所述第一光子序列的序列信息、所述第三光子序列中光子的状态信息以及所述第三方的测量结果，计算获得所述发送端光子序列L2中光子的量子态，进而获得所述光子序列L2的测量基信息。

其中，所述在光子序列L2中加载信息具体包括：对光子序列L2中的光子，执行第一操作加载信息0，执行第二操作加载信息1，共计加载N个比特的信息在光子序列L2中。其中，所述第一和第二操作通过法拉第旋转器实现。

其中，所述接收端还用于，对光子序列L2的测量结果进行解码，获取所述发送端在光子序列L2中加载的信息。

本发明实施例提供的基于单光子的测量设备无关量子通信系统，实现了在将测量工作完全交给第三方的情况下，仍然能够达到物理定律保证的绝对通信安全，通过设计使得通信方和接收方能够根据自己持有的信息和第三方公布的信息来判断第三方是否按要求执行测量操作并且公布正确的结果，并且保证只有接收方能够从最后第三方公布的信息中解码出发送端传递的信息，具有较高的可行性，并且能够通过量子物理定律保证绝对的通信安全。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一实施例提供的一种基于单光子的测量设备无关量子通信系统的结构图；

图2为本发明另一实施例提供的一种基于单光子的测量设备无关量子通信系统的结构图；

图3为本发明又一实施例提供的一种基于单光子的测量设备无关量子通信系统的结构图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参考图1，图1为本发明一实施例提供的一种基于单光子的测量设备无关量子通信系统的结构图，所提供的系统包括发送端11，接收端12和第三方13。

其中，发送端11用于制备第一光子序列和第二光子序列，将所述第一光子序列发送给第三方并进行安全检测；在所述安全检测通过后，通过所述第二光子序列加载信息，并将加载信息后的第二光子序列发送给第三方以完成通信。

接收端12用于制备第三光子序列并将所述第三光子序列发送给第三方进行安全检测；在所述安全检测通过后，通过接收所述第三方发送的第二光子序列的检测结果，以完成通信。

第三方13用于接收所述第一光子序列和第三光子序列，对所述第一光子序列和第三光子序列进行测量，并公布测量结果，同时用于接收第二光子序列并对所述第二光子序列进行测量，将第二光子序列的测量结果发送给接收方。

其中，所述第三光子序列为单光子组成的序列。

具体的，在一次量子通信过程中，包含发送端，接收端和第三方，其中，发送端需要制备用于安全检测的第一光子序列和用于信息传递的第二光子序列，其中，第一光子序列中包含与第二光子序列中光子相互纠缠的光子。接收端需要制备用于安全检测的第三光子序列，其中，第一光子序列和第三光子序列的光子数相同，且第三光子序列为由单光子组成的光子序列。发送端和接收端分别将第一光子序列和第三光子序列发送给第三方，由第三方进行测量，并将测量结果公布，公布可以为通过广播信道进行广播，也可以通过常规通信的信道，将测量结果发送给发送端和接收端，发送端和接收端通过对测量结果进行验证，从而可以判断第三方的安全性。

当安全性判定通过以后，发送端将需要传输的信息加载到第二光子序列中，并将第二光子序列发送给第三方，第三方对第二光子序列进行测量后，将测量结果发送给接收端，从而完成了信息从发送端到接收端的传输。本系统的安全性保证在于第三方无法区分发送端发送的光子序列中每个光子是单光子或是纠缠光子对中的一个光子，因为它们的密度矩阵是相同的，在物理上无法分辨，而发送端随机打乱单光子和纠缠光子对中的一个光子的发送顺序可以保证第三方随机猜对单光子位置的概率将随着序列长度的增大而指数减小，从而保证了安全性。

通过此系统，实现了在将测量工作完全交给第三方的情况下，仍然能够达到物理定律保证的绝对通信安全，通过设计使得通信方和接收方能够根据自己持有的信息和第三方公布的信息来判断第三方是否按要求执行测量操作并且公布正确的结果，并且保证只有接收方能够从最后第三方公布的信息中解码出发送端传递的信息，具有较高的可行性，并且能够通过量子物理定律保证绝对的通信安全。

在上述实施例的基础上，所述制备第一光子序列和第二光子序列，将所述第一光子序列发送给第三方并进行安全检测；在所述安全检测通过后，通过所述第二光子序列加载信息，并将加载信息后的第二光子序列发送给第三方以完成通信具体包括：

制备处于纠缠态的光子序列L1和L2，序列长度为N，并制备包含M个单光子的光子序列L3，将序列L1中的N个光子和序列L3中的M个光子进行编组构成第一光子序列，并将所述第一序列发送给第三方，在第三方公布测量结果后，将所述第一光子序列的序列信息发送给接收端；

接收所述第三方的测量结果和接收端发送的第三光子序列的序列信息，并根据所述第三光子序列的序列信息和所述第三方的测量结果，对所述第三方进行安全检测；

若判断获知所述安全检测通过，则在所述光子序列L2中加载信息，并将加载信息后的光子序列L2发送给所述第三方；

其中光子序列L2即为第二光子序列；其中，M和N均为正整数。

具体的，发送端首先制备一组包含N对处于纠缠光子的纠缠光子组，构成纠缠的光子序列L1和L2，同时制备一组包含M个处于四中不同量子态{|0＞，|1＞，|+＞，|-＞}的光子序列L3，将序列L1和序列L3按照随机顺序变成一组，并记下对应的位置信息，作为序列信息，构成序列L1+L3，即第一光子序列，其长度为M+N。将序列L1+L3发送给第三方，在第三方公布第一光子序列和第三光子序列的Bell基测量结果后，将第一光子序列的序列信息发送给接收端，其中，序列信息具体为序列中单光子的位置和每个光子的量子态。

接收第三方对序列L1+L3和序列L4的测量结果，同时接收从接收端发送的光子序列L4的序列信息，从而可以对第三方的测量结果进行验证，具体的验证过程为对第三方发送的测量结果进行误码率估计，若误码率低于预设阈值，则判定第三方为按照要求执行了Bell测量操作，并公布了正确的测量结果。

在确认了第三方按要求执行了相关操作并公布正确结果之后，发送端在剩余的光子序列L2中分别通过预设的操作，对光子的量子状态进行改变，从而实现将信息加载到光子序列L2中，并将加载了信息的光子序列L2发送给第三方，以完成本轮通信。

在上述实施例的基础上，所述制备第三光子序列并将所述第三光子序列发送给第三方进行安全检测；在所述安全检测通过后，通过接收所述第三方发送的第二光子序列的检测结果，以完成通信具体包括：

制备包含M+N个单光子的光子序列L4即第三光子序列，并将所述光子序列L4发送给所述第三方；

接收所述发送端发送的所述第一序列的序列信息，和所述第三方的测量结果，并根据所述第一光子序列的序列信息和所述第三方的测量结果对所述第三方进行安全检测；

若判断获知所述安全检测通过，则将所述第二光子序列的测量基信息发送给所述第三方，并接收所述第三方对第二光子序列的测量结果。

具体的，接收端通过制备相应的M+N个处于四种不同量子态{|0＞，|1＞，|+＞，|-＞}的光子构成光子序列L4，即第三光子序列，并将序列L4发送给第三方。

通过接收发送端发送的序列L1+L3的序列信息以及第三方发送的测量结果，从而可以对第三方的测量结果进行验证，具体的验证过程为对第三方发送的测量结果进行误码率估计，若误码率低于预设阈值，则判定第三方为按照要求执行了Bell测量操作，并公布了正确的测量结果。

在确认了第三方按要求执行了相关操作并公布正确结果之后，接收端将光子序列L2的测量基信息发送给第三方，然后接收第三方根据光子序列L2的测量基信息对序列L2的测量结果，从而完成通信过程。

在上述实施例的基础上，所述接收所述第一光子序列和第三光子序列，对所述第一光子序列和第三光子序列进行测量，并公布测量结果，同时用于接收第二光子序列并对所述第二光子序列进行测量，将第二光子序列的测量结果发送给接收方具体包括：

接收所述发送端发送的第一光子序列和接收端发送的所述第三序列，对所述第一光子序列和第三光子序列的光子进行配对并进行测量，将测量结果发送给所述发送端和所述接收端；

接收所述发送端发送的所述加载信息后的光子序列L2和所述接收端发送的光子序列L2的测量基信息，根据所述光子序列L2的测量信息对所述光子序列L2进行测量，将光子序列L2的测量结果发送给所述接收端。

具体的，第三方首先接收发送端发送的编组后的序列L1+L3中的M+N个光子，同时从接收端接收所述光子序列L4中的M+N个光子，对这些光子做M+N次配对，同时做M+N次Bell基联合测量，并公布测量结果，测量结果可以通过常规广播信道向发送端和接收端进行发送。

发送端和接收端在收到测量结果后，在确认了第三方按要求执行了相关操作并公布正确结果之后，发送端会向第三方发送加载了信息的序列L2，同时接收端会向第三方发送序列L2的测量基信息，告知第三方应该以两种测量基{|0＞，|1＞}和{1+＞，|-＞}中的哪一个对每个光子进行测量，第三方根据测量基信息对加载了信息的序列L2进行测量后，将测量结果发送给接收端，从而完成通信过程。

在上述实施例的基础上，若所述发送端和所述接收端判断获知所述安全检测不通过，则终止本次通信。

具体的，根据第三方对序列L1+L3和序列L4匹配后进行测量获得的测量结果，在发送端和接收端都判断误码率过高，超过预设阈值的情况下，则可以判定第三方存在安全问题，终止本次通信。

在上述实施例的基础上，所述对所述第一光子序列和第三光子序列的光子进行配对并进行测量具体包括：将第一光子序列和第三光子序列的光子进行匹配后，进行M+N次Bell基联合测量，获得测量结果。

具体的，第三方在接收到第一光子序列和第三光子序列时，通过安全检测，具体过程中，将发送端的M+N个光子和接收方的M+N个光子配对做M+N次贝尔基联合测量，并且通过经典广播信道按对应顺序公布测量结果。

在做联合测量时，如果双方的光子是在同一组基下生成的，都是{|0＞，|1＞}或者{|+＞，|-＞}，那么联合测量只有两种结果。比如，

如果是在不同的测量基下得到的，那么联合测量可以得到四种结果。比如，

由于量子不可克隆定理的存在且第三方在做联合测量时不知道通信双方发过来的光子状态，如果第三方不按要求做联合测量的话是没办法得到正确结果的。通信双方可以通过误码率分析来确认第三方是否有窃听操作。

在上述实施例的基础上，所述接收端还用于，根据所述发送端发送的所述第一光子序列的序列信息、所述第三光子序列中光子的状态信息以及所述第三方的测量结果，计算获得所述发送端光子序列L2中光子的量子态，进而获得所述光子序列L2的测量基信息。

具体的，接收方可以通过第三方公布的联合测量结果和自己制备光子的状态来判定发送端手中剩余光子的量子态。

接收方可以通过测量结果知道发送端手中剩余的光子与自己制备发送的光子的量子态相同或者相反，而其他任何人由于无法知道接收方发送的量子态所以也无法得知发送端此时手中光子的量子态。

在上述各实施例的基础上，所述在光子序列L2中加载信息具体包括：对光子序列L2中的光子，执行第一操作加载信息0，执行第二操作加载信息1，共计加载N个比特的信息在光子序列L2中。其中，所述第一和第二操作通过法拉第旋转器实现。

具体的，在双方确认了第三方按要求执行了相关操作并公布正确结果之后，发送端在自己剩余的N个光子中分别通过操作I和iσ_y加载信息0和1共N个比特信息，并且将加载完信息的光子传给第三方。同时，接收方告知第三方对于这个N个光子分别以两种测量基{|0＞，|1＞}和{|+＞，|-＞}中的哪一个进行测量。信息加载可以通过法拉第旋转器完成。

在上述实施例的基础上，所述接收端还用于，对光子序列L2的测量结果进行解码，获取所述发送端在光子序列L2中加载的信息。

具体的，接收方根据第三方公布的信息解码出发送端传递的信息，自此通信结束。

在本发明的另一实施中，如图2所述，图2为本发明另一实施例提供的一种基于单光子的测量设备无关量子通信系统的结构图。

发送端将纠缠光源中发出的光子和单光子源发出的光子通过光开关或者环形器耦合到同一根光纤当中发送给第三方，其随机混合可由每一路上增加单路光开关来进行调制。其中，单光子源发出的光子可以被调制成四种不同的量子态，而纠缠光源则发出一种已知纠缠态的光子对。纠缠光子对中的另一个则先在延时线中等待，再通过法拉第旋镜做旋转操作加载信息并通向另一路光纤由第三方进行测量。接收方通过单光子源并调制四种不同量子态的光子发送给第三方。第三方的贝尔基测量可以只使用线性光学办法。这样做虽然从协议的角度来看降低了效率，但是在实际操作过程当中，由于完全贝尔基测量非常的难做且效率很低，所以采用这种方法反而增加了传输信息的效率，也使得设备变得简单。第三方的测量先是通过法拉第旋转器来扭转光子的偏振方向以达到选择测量基的目的，之后使得光子通过偏振分束器，通过两侧的单光子探测器的响应来判定其处于哪一种偏振状态。

在本发明的再一实施例中，参考图3，由于图2示出的实施例中，对于非理想测量器件的攻击主要来源于从外界接收的不可信光源，而内部自己制备的光源则不会对测量器件和结果产生影响，因此，在本实施例中，

通信双方加入了对于内部纠缠光子源的测量。对于纠缠光子对中一个的测量可以使另一个生成单光子，如果随机选择测量基则可以保证生成的单光子处四种量子态的概率一致，保证协议的要求。在发送端一端，纠缠光源的一端直接通向第三方，另一端则先通过一个分束器，那么光子将有50％的概率处于上一路，50％的概率处于下一路。而下一路通过随机选择两种正交基进行测量可以保证直接发送给第三方的纠缠光子序列中对应单光子处于四种不同的量子态且概率相同。上一路的光子则通过延时线等待窃听检测结果。待确认第三方执行正确操作之后通过法拉旋转器加载信息并传送给第三方。加载信息的频率可与纠缠光源的频率相同，将传至下路的光子看成是丢码，并通过对信息的经典编码保证信息的完整性。本中第三方的所有操作与上以实施例相同。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种基于单光子的测量设备无关量子通信系统，其特征在于，包括：

发送端，用于制备第一光子序列和第二光子序列，将所述第一光子序列发送给第三方并进行安全检测；在所述安全检测通过后，通过所述第二光子序列加载信息，并将加载信息后的第二光子序列发送给第三方以完成通信；

接收端，用于制备第三光子序列并将所述第三光子序列发送给第三方进行安全检测；在所述安全检测通过后，通过接收所述第三方发送的第二光子序列的检测结果，以完成通信；

第三方，用于接收所述第一光子序列和第三光子序列，对所述第一光子序列和第三光子序列进行测量，并公布测量结果；同时用于接收第二光子序列并对所述第二光子序列进行测量，将第二光子序列的测量结果发送给接收方；

其中，所述第三光子序列为单光子组成的序列。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述制备第一光子序列和第二光子序列，将所述第一光子序列发送给第三方并进行安全检测；通过所述第二光子序列加载信息，并将加载信息后的第二光子序列发送给第三方以完成通信具体包括：

制备处于纠缠态的光子序列L1和L2，序列长度为N，并制备包含M个单光子的光子序列L3，将序列L1中的N个光子和序列L3中的M个光子进行编组构成第一光子序列，并将所述第一序列发送给第三方，在第三方公布测量结果后，将所述第一光子序列的序列信息发送给接收端；

接收所述第三方的测量结果和接收端发送的第三光子序列的序列信息，并根据所述第三光子序列的序列信息和所述第三方的测量结果，对所述第三方进行安全检测；

若判断获知所述安全检测通过，则在所述光子序列L2中加载信息，并将加载信息后的光子序列L2发送给所述第三方；

其中光子序列L2即为第二光子序列；其中，M和N均为正整数。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述制备第三光子序列并将所述第三光子序列发送给第三方进行安全检测，在所述安全检测通过后，通过接收所述第三方发送的第二光子序列的检测结果，以完成通信具体包括：

制备包含M+N个单光子的光子序列L4即第三光子序列，并将所述光子序列L4发送给所述第三方；

接收所述发送端发送的所述第一序列的序列信息，和所述第三方的测量结果，并根据所述第一光子序列的序列信息和所述第三方的测量结果对所述第三方进行安全检测；

若判断获知所述安全检测通过，则将所述第二光子序列的测量基信息发送给所述第三方，并接收所述第三方对第二光子序列的测量结果。

4.根据权利要求2或3所述的系统，其特征在于，所述接收所述第一光子序列和第三光子序列，对所述第一光子序列和第三光子序列进行测量，并公布测量结果，同时用于接收第二光子序列并对所述第二光子序列进行测量，将所述第二光子序列的测量结果发送给接收方具体包括：

接收所述发送端发送的第一光子序列和接收端发送的所述第三序列，对所述第一光子序列和第三光子序列的光子进行配对并进行测量，将测量结果发送给所述发送端和所述接收端；

接收所述发送端发送的所述加载信息后的光子序列L2和所述接收端发送的光子序列L2的测量基信息，根据所述光子序列L2的测量信息对所述光子序列L2进行测量，将光子序列L2的测量结果发送给所述接收端。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述发送端和所述接收端还用于，若判断获知所述安全检测不通过，则终止本次通信。

6.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述对所述第一光子序列和第二光子序列的光子进行配对并进行测量具体包括：将第一光子序列和第三光子序列的光子进行匹配后，进行M+N次Bell基联合测量，获得测量结果。

7.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述接收端还用于，根据所述发送端发送的所述第一光子序列的序列信息、所述第三光子序列中光子的状态信息以及所述第三方的测量结果，计算获得所述发送端光子序列L2中光子的量子态，进而获得所述光子序列L2的测量基信息。

8.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述在光子序列L2中加载信息具体包括：对光子序列L2中的光子，执行第一操作加载信息0，执行第二操作加载信息1，共计加载N个比特的信息在光子序列L2中。

9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述第一和第二操作通过法拉第旋转器实现。

10.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述接收端还用于，对光子序列L2的测量结果进行解码，获取所述发送端在光子序列L2中加载的信息。