CN112272085A - 一种基于时间片段辅助贝尔态测量的测量设备无关量子密钥分发方法 - Google Patents

一种基于时间片段辅助贝尔态测量的测量设备无关量子密钥分发方法 Download PDF

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CN112272085A CN202011095505.2A CN202011095505A CN112272085A CN 112272085 A CN112272085 A CN 112272085A CN 202011095505 A CN202011095505 A CN 202011095505A CN 112272085 A CN112272085 A CN 112272085A
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Abstract

本发明公开了一种基于时间片段辅助贝尔态测量的测量设备无关量子密钥分发方法，包括：用户1和用户2随机选择单光子态，并发送给第三方测量装置；对单光子态进行超纠缠贝尔态分析并公布测量结果；公布动量、极化自由度基的选择，并且保留任一自由度基选择相同的编码信息，丢弃两个自由度上基的选择都不相同的编码信息；对不同自由度上的编码信息进行操作，形成原始密钥；重复步骤直到获取到足够多的原始密钥；进行安全性检测；形成最终的安全密钥。本发明通过在MDI‑QKD中传输单光子两个自由度的量子态，利用单光子的两个自由度进行编码信息，有效地提高了安全密钥的利用率和成码率；获得原始密钥后进行量子比特误码率分析，确保了传输过程的安全性。

Description

一种基于时间片段辅助贝尔态测量的测量设备无关量子密钥 分发方法
技术领域
本发明属于量子通信技术领域，涉及量子密钥分发技术，具体涉及一种基于时间片段辅助贝尔态测量的测量设备无关量子密钥分发方法。
背景技术
量子密码学为现代通信的安全性提供了一个可靠的帮助。作为量子密码学一个重要的分支，量子密钥分发(QKD)可以为分隔两地的用户提供无条件安全的共享密钥。量子密钥分发虽在理论上具有无条件安全性，然而实际QKD系统中因为器件的不完美性仍然存在一些安全性漏洞，针对这些安全漏洞存在多种攻击方案。
为了解决实验设备不完善的局限性，研究人员开发了与设备无关的量子密钥分配(DI-QKD)。DI-QKD可以防御来自不完美的实验设备的所有可能的攻击，但是由于技术限制，现在还无法在实验中实现。2012年，lo等人首次提出了与测量设备无关的量子密钥分发(MDI-QKD)，它不仅可以解决对所有测量设备的窃听攻击，并且在使用常规激光器的情况下加倍了安全传输距离。与DI-QKD的难以实现不同，MDI-QKD可以在低检测效率和高损耗通道的标准光学器件上实现。在MDI-QKD中，通信的双方只需要使用光子源来制备量子态，然后将光子发送给不受信任的第三方(甚至可以是窃听者)进行测量。目前，MDI-QKD协议已被证明可以在多种自由度(DOF)下实现，例如极化、相位、空间等等。虽然MDI-QKD与其他协议相比容易实现，但是它的密钥生成率比较低，如何提高MDI-QKD的密钥生成率就成为了一个重要的问题。
发明内容
发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，提供一种基于时间片段辅助贝尔态测量的测量设备无关量子密钥分发方法，采用该方法，有效地提高了安全密钥的利用率和成码率，同时也确保了传输过程的安全性，并且可以用现有的技术实现。
技术方案：为实现上述目的，本发明提供一种基于时间片段辅助贝尔态测量的测量设备无关量子密钥分发方法，包括如下步骤：
S1：用户1和用户2随机选择直线基和对角基来编码具有动量、极化两个自由度的单光子态，并将编码后的单光子态通过量子信道发送给第三方测量装置；
S2：第三方测量装置对接收到的单光子态进行超纠缠贝尔态分析并公布测量结果；
S3：用户1和用户2分别公布动量、极化自由度基的选择，并且保留任一自由度基选择相同的编码信息，丢弃两个自由度上基的选择都不相同的编码信息；
S4：根据第三方测量装置公布的测量结果以及两个用户在动量、极化自由度上基的选择，对不同自由度上的编码信息进行操作，形成原始密钥；
S5：重复步骤S1至步骤S4，直到获取到足够多的原始密钥；这里原始密钥的获取数量，也就是“足够多”是根据要传的数据块的大小来定，没有定量标准。
S6：用户1和用户2拿出一部分原始数据作为测试比特来检测量子比特误码率，若检测结果超过了误码率门限，则终止通信，若未超过误码率门限值，则继续通信；
S7：用户1和用户2在公开信道进行纠错和私钥放大，形成最终的安全密钥。
进一步的，所述步骤S1中单光子态的动量自由度和极化自由度的表达方式分别如下：
极化自由度包括四个态，形式如下：
Figure BDA0002723614200000021
其中，|H>和|V>分别代表光子的水平极化态和垂直极化态，并且|H>和|V>对应于极化自由度的直线基，
Figure BDA0002723614200000022
和
Figure BDA0002723614200000023
对应于极化自由度的对角基，
Figure BDA0002723614200000024
代表比特信息0，
Figure BDA0002723614200000025
代表比特信息1；
动量自由度包括四个态，形式如下：
Figure BDA0002723614200000026
其中，|l>和|r>是动量自由度的直线基，
Figure BDA0002723614200000027
和
Figure BDA0002723614200000028
是动量自由度的对角基，
Figure BDA0002723614200000029
代表比特信息0，
Figure BDA00027236142000000210
代表比特信息1。
进一步的，所述步骤S1中用户1和用户2对于单光子态的动量自由度的编码方法为：
如果用户1和用户2制备|l>和|r>两个态，只需要让光子走不同的路径即可；如果用户1和用户2制备
Figure BDA00027236142000000211
和
Figure BDA00027236142000000212
两个态，需要让光子再通过一个分束器。
进一步的，用户1和用户2分别制备16种不同的单光子态，对应4种编码信息，具体如下：
若编码信息为00，则对应的单光子态是如下四种之一：
Figure BDA0002723614200000031
若编码信息为01，则对应的单光子态是如下四种之一：
Figure BDA0002723614200000032
若编码信息为10，则对应的单光子态是如下四种之一：
Figure BDA0002723614200000033
若编码信息为11，则对应的单光子态是如下四种之一：
Figure BDA0002723614200000034
进一步的，所述步骤S2具体为：
极化自由度的四个贝尔态、动量自由度的四个贝尔态以及16个超纠缠贝尔态分别如下：
Figure BDA0002723614200000035
Figure BDA0002723614200000036
Figure BDA0002723614200000037
Figure BDA0002723614200000038
Figure BDA0002723614200000039
通过第三方测量装置将16个超纠缠贝尔态划分成14个可区分组，前12个贝尔态完全区分，第13组和第14组贝尔态只能确定动量自由度的贝尔态，不能确定极化自由度的贝尔态，前12个贝尔态以及第13、14组贝尔态分别如下：
Figure BDA0002723614200000041
Figure BDA0002723614200000042
Figure BDA0002723614200000043
Figure BDA00027236142000000411
Figure BDA0002723614200000044
Figure BDA0002723614200000045
在第三方装置进行测量以后，公布测量结果。
进一步的，所述步骤S4中对不同自由度上的编码信息进行的操作为比特翻转操作或者恒等操作。
进一步的，所述步骤S4中原始密钥的形成具体过程为：
假设用户1制备的态为
Figure BDA0002723614200000046
用户2制备的态为
Figure BDA0002723614200000047
此时用户1和用户2在动量自由度都选择了对角基，在极化自由度上选择了直线基，所以保留两个自由度的编码信息，此时在极化自由度输出的测量结果为
Figure BDA0002723614200000048
所以用户2只需要对极化自由度的编码信息进行恒等操作，动量自由度的输出结果为
Figure BDA0002723614200000049
或
Figure BDA00027236142000000410
需要对动量自由度的编码信息进行比特翻转操作，用户2最终得到用户1的编码信息为00。
进一步的，所述步骤S2中第三方测量装置为线性光学器件。
提高单个光子的信道容量是提高密钥生成率的一个有效的方法，本发明中通过超编码来实现单个光子的信道容量的提高。本发明提出了一种基于超编码的MDI-QKD协议，利用同时编码在极化、动量自由度的量子比特，来提高MDI-QKD协议的密钥生成率。本发明中的超纠缠贝尔态测量采用线性光学来实现，通过时间片段自由度的辅助，可以将16个超纠缠贝尔态划分成14个可区分组，这种技术在理论已得到验证。
首先介绍贝尔基测量：
对于两个两态粒子的量子系统，存在下面4个量子态：
Figure BDA0002723614200000051
Figure BDA0002723614200000052
这4个态是贝尔算符的本征态，构成四维希尔伯特空间的完备正交归一基，称为贝尔基。|H>和|V>分别是光子的极化水平和垂直极化。每个贝尔基态都是双粒子体系最大纠缠态，利用贝尔基对任意两粒子态实施正交测量，称为贝尔基测量。
那么超纠缠贝尔态测量，即对于两个4态粒子的量子系统，存在下面16个量子态：
Figure BDA0002723614200000053
Figure BDA0002723614200000054
Figure BDA0002723614200000055
Figure BDA0002723614200000056
这里|l>和|r>分别为光子的动量自由度。每个超纠缠贝尔基态都是双粒子体系最大纠缠态，利用超纠缠贝尔基对任意两粒子实施正交测量，称为超纠缠贝尔态测量。
在本发明中使用的超纠缠贝尔态分析方案，是借助时间片段自由度辅助来区分16个超纠缠贝尔态。此方案利用线性光学器件实现，它可以将16个超纠缠贝尔态划分成14个可区分组，前12个贝尔态可以完全区分，第13组和第14组贝尔态只能确定动量自由度的贝尔态，不能确定极化自由度的贝尔态，前12个贝尔态以及第13、14组贝尔态分别如下：
Figure BDA0002723614200000057
Figure BDA0002723614200000058
Figure BDA0002723614200000059
Figure BDA00027236142000000510
Figure BDA0002723614200000061
Figure BDA0002723614200000062
在这个超纠缠贝尔态分析方案中，借助的是时间片段自由度来辅助区分超纠缠贝尔态，而不是纠缠辅助。它采用不平衡干涉仪代替附加的纠缠态，引入了两种不同时间模式t0和t1，使探测器可以触发4种类型的时间间隔0、t0、t1、t1±t0，根据探测器响应的时间间隔，将16个超纠缠贝尔态划分成以上14组，比以往的线性光学区分超纠缠贝尔态的方案更有效。
本发明中：两个自由度中的编码信息相互独立，即使其中一个自由度发生错误，另一个自由度的信息仍然可以用来生成密钥，极大的提高的密钥生成率。
本发明中用一部分原始密钥作为测试比特来测试量子比特误码率，确保了传输过程的安全性。
本发明中的超纠缠贝尔态分析采用线性光学方案，可用现有技术实现，提高了本发明的实用性。
有益效果：本发明与现有技术相比，通过在MDI-QKD中传输单光子两个自由度的量子态，利用单光子的两个自由度进行编码信息，有效地提高了安全密钥的利用率和成码率；获得原始密钥后进行量子比特误码率分析，确保了传输过程的安全性，并且本发明中的超纠缠贝尔态测量使用线性光学器件来完成，可用现有技术实现，提高了实用性。
附图说明
图1为本发明方法的通信流程图；
图2为本发明方法的原理示意图；
图3为超纠缠贝尔态分析原理图；
图4为不平衡干涉仪的原理图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
如图1所示，本发明提供一种基于时间片段辅助贝尔态测量的测量设备无关量子密钥分发方法，包括如下步骤：
S1：用户1和用户2随机选择直线基和对角基来编码具有动量、极化两个自由度的单光子态，并将编码后的单光子态通过量子信道发送给第三方测量装置。
本实施例中第三方测量装置采用线性光学器件。步骤S1的具体过程如下：
首先，用户1和用户2使用极化调制器随机制备以下四个极化态之一，即：
Figure BDA0002723614200000071
其中，|H>和|V>分别代表光子的水平极化态和垂直极化态，并且|H>和|V>对应于极化自由度的直线基，
Figure BDA0002723614200000072
和
Figure BDA0002723614200000073
对应于极化自由度的对角基，
Figure BDA0002723614200000074
代表比特信息0，
Figure BDA0002723614200000075
代表比特信息1。
动量自由度的四个态的形式如下：
Figure BDA0002723614200000076
其中，|l>和|r>是动量自由度的直线基，
Figure BDA0002723614200000077
和
Figure BDA0002723614200000078
是动量自由度的对角基，
Figure BDA0002723614200000079
代表比特信息0，
Figure BDA00027236142000000710
代表比特信息1。
如果用户1和用户2想要制备前两个态，就不需要分束器，只需要让光子走不同的路径即可，如果想要制备后两个态，需要让光子再通过一个50:50的分束器。所以，每个用户分别可以制备16种不同的单光子态，对应4种编码信息，若编码信息为00，则对应的单光子态是如下四种之一：
Figure BDA00027236142000000711
若编码信息为01，则对应的单光子态是如下四种之一：
Figure BDA00027236142000000712
若编码信息为10，则对应的单光子态是如下四种之一：
Figure BDA0002723614200000081
若编码信息为11，则对应的单光子态是如下四种之一：
Figure BDA0002723614200000082
S2：利用线性光学器件对接收到的单光子态进行超纠缠贝尔态分析并公布测量结果。具体过程如下：
极化自由度的四个贝尔态、动量自由度的四个贝尔态以及16个超纠缠贝尔态分别如下：
Figure BDA0002723614200000083
Figure BDA0002723614200000084
Figure BDA0002723614200000085
Figure BDA0002723614200000086
Figure BDA0002723614200000087
线性光学器件将16个超纠缠贝尔态划分成14个可区分组，前12个贝尔态可以完全区分，第13组和第14组贝尔态只能确定动量自由度的贝尔态，不能确定极化自由度的贝尔态，前12个贝尔态以及第13、14组贝尔态分别如下：
Figure BDA0002723614200000088
Figure BDA00027236142000000811
Figure BDA0002723614200000089
Figure BDA00027236142000000810
Figure BDA0002723614200000091
Figure BDA0002723614200000092
在线性光学器件进行测量以后，公布测量结果。
S3：用户1和用户2分别公布动量、极化自由度基的选择，并且保留任一自由度基选择相同的编码信息，丢弃两个自由度上基的选择都不相同的编码信息。
这里用户1和用户2分别公布在极化自由度和动量自由度选择的是直线基还是对角基，若在任一自由度选择的基相同，则保留编码信息，若在两个自由度选择的基都不相同，则丢弃编码信息。
S4：根据线性光学器件公布的测量结果以及两个用户在动量、极化自由度上基的选择，对不同自由度上的编码信息进行比特翻转操作或者恒等操作，形成原始密钥。
具体过程为：假设用户1制备的态为
Figure BDA0002723614200000093
用户2制备的态为
Figure BDA0002723614200000094
此时用户1和用户2在动量自由度都选择了对角基，在极化自由度上选择了直线基，所以保留两个自由度的编码信息，此时在极化自由度输出的测量结果为
Figure BDA0002723614200000095
所以用户2只需要对极化自由度的编码信息进行恒等操作，动量自由度的输出结果为
Figure BDA0002723614200000096
或
Figure BDA0002723614200000097
需要对动量自由度的编码信息进行比特翻转操作，用户2最终得到用户1的编码信息为00。
S5：重复步骤S1至步骤S4，直到获取到足够多的原始密钥；原始密钥的获取数量根据要传的数据块的大小来定；
S6：用户1和用户2拿出一部分原始数据作为测试比特来检测量子比特误码率，若检测结果超过了误码率门限，则终止通信，若未超过误码率门限值，则继续通信；
S7：用户1和用户2在公开信道进行纠错和私钥放大，形成最终的安全密钥。
结合上述量子密钥分发方法，本实施例中对其实现原理进行分析说明：结合图2，用户1，2代表态的制备端，第三方测量装置代表测量端。极化调制器用来随机制备以下四种极化态之一，即：
Figure BDA0002723614200000101
Figure BDA0002723614200000102
代表比特信息0，
Figure BDA0002723614200000103
代表比特信息1。分束器用来制备动量自由度的四个态，即：
Figure BDA0002723614200000104
Figure BDA0002723614200000105
代表比特信息0，
Figure BDA0002723614200000106
代表比特信息1。超纠缠贝尔态测量采用线性光学来实现，通过时间片段自由度的辅助，可以将16个超纠缠贝尔态划分成14个可区分组。
下面结合具体的例子分析本发明的过程：
假设用户1的编码信息为00，用户2的编码信息为01，那么用户1制备的态为以下四种可能之一：
Figure BDA0002723614200000107
用户2制备的态为以下四种可能之一：
Figure BDA0002723614200000108
第一种情况是用户1和用户2在两个自由度都选择了相同的基。假设用户1制备的态为
Figure BDA00027236142000001010
用户2制备的态为
Figure BDA00027236142000001011
然后用户1和用户2将他们制备的单光子态发送给第三方测量装置进行测量。第三方测量装置的测量结果M可用以下式子来表示，即：
Figure BDA0002723614200000109
此时第三方测量装置得到的测量结果为以上四种之一，若测量结果对应于第13组可区分组，即超纠缠贝尔态测量结果为
Figure BDA0002723614200000111
或
Figure BDA0002723614200000112
此时动量自由度的贝尔态是确定的，虽然极化自由度的贝尔态不能确定是
Figure BDA0002723614200000113
还是
Figure BDA0002723614200000114
但根据后选择规则，用户2应该保持极化自由度的比特不变，翻转动量自由度的比特，得到用户1的编码信息为00。
第二种情况是用户1和用户2在极化自由度选择了相同的基，在动量自由度选择了不同的基。假设用户1制备的态为
Figure BDA0002723614200000115
用户2制备的态为
Figure BDA0002723614200000116
然后用户1和用户2将他们制备的单光子态发送给第三方测量装置进行测量。第三方测量装置的测量结果M可用以下式子来表示，即：
Figure BDA0002723614200000117
此时第三方测量装置可能得到的结果为以上八种之一。若测量结果对应前12个超纠缠贝尔态，那么用户2根据结果以及基选择，只需要对极化自由度的比特做恒等操作，即可得到用户1在极化自由度的编码信息0。若测量结果对应第13和14组可区分组，因为此时用户1和用户2在极化自由度选择的是直线基来进行编码，所以用户2只需要对极化自由度的比特做恒等操作，即可得到用户1在极化自由度的编码信息0。
第三种情况是用户1和用户2在极化自由度选择了不同的基，在动量自由度选择了相同的基。假设用户1制备的态为
Figure BDA0002723614200000121
用户2制备的态为
Figure BDA0002723614200000122
然后用户1和用户2将他们制备的单光子态发送给第三方测量装置进行测量。第三方测量装置的测量结果M可用以下式子来表示，即：
Figure BDA0002723614200000123
此时第三方测量装置可能得到的结果为以上八种之一。因为用户1和用户2只在动量自由度选择了相同的基，所以此时只考虑动量自由度的贝尔态即可。又此时动量自由度的贝尔态是确定的，根据后选择规则，用户2只需要对动量自由度的比特做比特翻转，即可得到用户1在动量自由度的比特为0。
第四种情况是用户1和用户2在极化和动量自由度都选择了不同的基。假设用户1制备的态为
Figure BDA0002723614200000124
用户2制备的态为
Figure BDA0002723614200000125
然后用户1和用户2将他们制备的单光子态发送给第三方测量装置进行测量。
此时，用户1和用户2公布在极化和动量自由度选择的基后，发现在两个自由度选择的基都不相同，则丢弃该编码信息，该比特数据不能成为原始密钥。
本实施例的步骤S2的超纠缠贝尔态分析的原理为：
本发明的超纠缠贝尔态分析方案，是借助时间片段自由度辅助来区分16个超纠缠贝尔态。此方案利用线性光学器件实现，如图3所示，它可以将16个超纠缠贝尔态划分成14个可区分组，前12个贝尔态可以完全区分，第13组和第14组贝尔态只能确定动量自由度的贝尔态，不能确定极化自由度的贝尔态，前12个贝尔态以及第13、14组贝尔态分别如下：
Figure BDA0002723614200000131
Figure BDA0002723614200000132
Figure BDA0002723614200000133
Figure BDA0002723614200000134
Figure BDA0002723614200000135
Figure BDA0002723614200000136
在这个超纠缠贝尔态分析方案中，借助的是时间片段自由度来辅助区分超纠缠贝尔态，而不是纠缠辅助。如图4所示，它采用不平衡干涉仪代替附加的纠缠态，引入了两种不同时间模式t0和t1，使探测器可以触发4种类型的时间间隔0、t0、t1、t1±t0，根据探测器响应的时间间隔，将16个超纠缠贝尔态划分成以上14组，比以往的线性光学区分超纠缠贝尔态的方案更有效。

Claims (8)

1.一种基于时间片段辅助贝尔态测量的测量设备无关量子密钥分发方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1：用户1和用户2随机选择直线基和对角基来编码具有动量、极化两个自由度的单光子态，并将编码后的单光子态通过量子信道发送给第三方测量装置；
S2：第三方测量装置对接收到的单光子态进行超纠缠贝尔态分析并公布测量结果；
S3：用户1和用户2分别公布动量、极化自由度基的选择，并且保留任一自由度基选择相同的编码信息，丢弃两个自由度上基的选择都不相同的编码信息；
S4：根据第三方测量装置公布的测量结果以及两个用户在动量、极化自由度上基的选择，对不同自由度上的编码信息进行操作，形成原始密钥；
S5：重复步骤S1至步骤S4，直到获取到设定数量的原始密钥；
S6：用户1和用户2拿出一部分原始数据作为测试比特来检测量子比特误码率，若检测结果超过了误码率门限，则终止通信，若未超过误码率门限值，则继续通信；
S7：用户1和用户2在公开信道进行纠错和私钥放大，形成最终的安全密钥。
2.根据权利要求1所述的一种基于时间片段辅助贝尔态测量的测量设备无关量子密钥分发方法，其特征在于：所述步骤S1中单光子态的动量自由度和极化自由度的表达方式分别如下：
极化自由度包括四个态，形式如下：
Figure FDA0002723614190000011
其中，|H>和|V>分别代表光子的水平极化态和垂直极化态，并且|H>和|V>对应于极化自由度的直线基，
Figure FDA0002723614190000012
和
Figure FDA0002723614190000013
对应于极化自由度的对角基，
Figure FDA0002723614190000014
代表比特信息0，
Figure FDA0002723614190000015
代表比特信息1；
动量自由度包括四个态，形式如下：
Figure FDA0002723614190000016
其中，|l>和|r〉是动量自由度的直线基，
Figure FDA0002723614190000021
和
Figure FDA0002723614190000022
是动量自由度的对角基，
Figure FDA0002723614190000023
代表比特信息0，
Figure FDA0002723614190000024
代表比特信息1。
3.根据权利要求2所述的一种基于时间片段辅助贝尔态测量的测量设备无关量子密钥分发方法，其特征在于：所述步骤S1中用户1和用户2对于单光子态的动量自由度的编码方法为：
如果用户1和用户2制备|l>和|r>两个态，只需要让光子走不同的路径即可；如果用户1和用户2制备
Figure FDA0002723614190000025
和
Figure FDA0002723614190000026
两个态，需要让光子再通过一个分束器。
4.根据权利要求3所述的一种基于时间片段辅助贝尔态测量的测量设备无关量子密钥分发方法，其特征在于：用户1和用户2分别制备16种不同的单光子态，对应4种编码信息，具体如下：
若编码信息为00，则对应的单光子态是如下四种之一：
Figure FDA0002723614190000027
若编码信息为01，则对应的单光子态是如下四种之一：
Figure FDA0002723614190000028
若编码信息为10，则对应的单光子态是如下四种之一：
Figure FDA0002723614190000029
若编码信息为11，则对应的单光子态是如下四种之一：
Figure FDA00027236141900000210
5.根据权利要求1所述的一种基于时间片段辅助贝尔态测量的测量设备无关量子密钥分发方法，其特征在于：所述步骤S2具体为：
极化自由度的四个贝尔态、动量自由度的四个贝尔态以及16个超纠缠贝尔态分别如下：
Figure FDA0002723614190000031
Figure FDA0002723614190000032
Figure FDA0002723614190000033
Figure FDA0002723614190000034
Figure FDA0002723614190000035
通过第三方测量装置将16个超纠缠贝尔态划分成14个可区分组，前12个贝尔态完全区分，第13组和第14组贝尔态只能确定动量自由度的贝尔态，不能确定极化自由度的贝尔态，前12个贝尔态以及第13、14组贝尔态分别如下：
Figure FDA0002723614190000036
Figure FDA0002723614190000037
Figure FDA0002723614190000038
Figure FDA0002723614190000039
Figure FDA00027236141900000310
Figure FDA00027236141900000311
在第三方装置进行测量以后，公布测量结果。
6.根据权利要求1所述的一种基于时间片段辅助贝尔态测量的测量设备无关量子密钥分发方法，其特征在于：所述步骤S4中对不同自由度上的编码信息进行的操作为比特翻转操作或者恒等操作。
7.根据权利要求6所述的一种基于时间片段辅助贝尔态测量的测量设备无关量子密钥分发方法，其特征在于：所述步骤S4中原始密钥的形成具体过程为：
假设用户1制备的态为
Figure FDA00027236141900000312
用户2制备的态为
Figure FDA00027236141900000313
此时用户1和用户2在动量自由度都选择了对角基，在极化自由度上选择了直线基，所以保留两个自由度的编码信息，此时在极化自由度输出的测量结果为
Figure FDA0002723614190000041
所以用户2只需要对极化自由度的编码信息进行恒等操作，动量自由度的输出结果为
Figure FDA0002723614190000042
或
Figure FDA0002723614190000043
需要对动量自由度的编码信息进行比特翻转操作，用户2最终得到用户1的编码信息为00。
8.根据权利要求1所述的一种基于时间片段辅助贝尔态测量的测量设备无关量子密钥分发方法，其特征在于：所述步骤S2中第三方测量装置为线性光学器件。
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