CN115250177A - 量子通信方法、装置、计算机设备、存储介质和程序产品 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种量子通信方法、装置、计算机设备、存储介质和程序产品。第一通信终端对第一密文信息进行编码得到第一光脉冲信号，并发送第一光脉冲信号和第二光脉冲信号，以由第二通信终端探测第一光脉冲信号得到第一接收率和第一误码率，探测第二光脉冲信号得到第二接收率和第二误码率，根据接受的第一接收率、第一误码率、第二接收率、第二误码率和至少三种强度，得到第一计算结果；若第一计算结果表示通信信道不存在异常，则向第二通信终端发送预设的编码方法和密钥信息，以由第二通信终端根据编码方法和密钥信息得到第一密文信息对应的明文信息。第一通信终端和第二通信终端之间不需要双向传输，即可完成信息传输，可以有效降低通信损耗。

Description

量子通信方法、装置、计算机设备、存储介质和程序产品

技术领域

本申请涉及量子通信技术领域，特别是涉及一种量子通信方法、装置、计算机设备、存储介质和程序产品。

背景技术

量子通信作为量子物理与密码学的交叉产物，因其可感知窃听的能力使得通信过程具备高度的安全性，从而受到国际广泛关注。量子直接通信作为量子通信的主要研究方向之一，近年来发展迅速，目前也已进入了实用化发展阶段。量子直接通信发展出来了测量设备无关量子直接通信、去除量子存储的测量设备无关量子直接通信等协议，在一系列量子安全直接通信协议中都使用了量子态双向传输的方式来传递信息，该方式导致每次通信的损耗翻倍。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够降低量子通信损耗的量子通信方法、装置、计算机设备、存储介质和程序产品。

第一方面，本申请提供了一种量子通信方法，该方法包括：

对第一密文信息进行编码得到第一光脉冲信号，并发送第一光脉冲信号和第二光脉冲信号，以由第二通信终端探测第一光脉冲信号得到第一接收率和第一误码率，探测第二光脉冲信号得到第二接收率和第二误码率；第二光脉冲信号包括至少三种强度的光脉冲信号；

接收第二通信终端公布的第一接收率、第一误码率、第二接收率以及第二误码率；

根据第一接收率、第一误码率、第二接收率、第二误码率和至少三种强度，得到第一计算结果；

若第一计算结果表示通信信道不存在异常，则向第二通信终端发送预设的编码方法和密钥信息，以由第二通信终端根据编码方法和密钥信息得到第一密文信息对应的明文信息。

在其中一个实施例中，根据第一接收率、第一误码率、第二接收率、第二误码率和至少三种强度，得到第一计算结果，包括：

根据第一接收率、第一误码率、第二接收率、第二误码率和至少三种强度，确定单光子模态的第三接收率和第三误码率；

根据第一密文信息、第一接收率以及第一误码率得到损耗率；

根据第三接收率、第三误码率以及损耗率得到第一计算结果。

在其中一个实施例中，对第一密文信息进行编码得到第一光脉冲信号之前，方法还包括：

生成编码内容对应的密钥信息；

将编码内容中的码字与目标比特位进行异或处理，得到第一密文信息，其中，目标比特位为编码内容对应的密钥信息中任一个。

在其中一个实施例中，对第一密文信息进行编码得到第一光脉冲信号之前，方法还包括：

对明文信息进行均匀化处理、信息稀释处理以及信道纠错处理中的至少一项，以得到编码内容。

在其中一个实施例中，应用于第二通信终端，该方法包括：

对第一光脉冲信号探测得到第一误码率和第一接收率，并公布第一误码率和第一接收率，对第二光脉冲信号探测得到第二误码率和第二接收率，并公布第二误码率和第二接收率，以由第一通信终端根据第一误码率、第一接收率、第二误码率和第二接收率以及至少三种强度得到第一计算结果；

接收第一通信终端发送的预设的编码方法和密钥信息；

根据编码方法和密钥信息，得到第一密文信息对应的明文信息。

在其中一个实施例中，根据编码方法和密钥信息，得到第一密文信息对应的明文信息，包括：

根据密钥信息，对第一密文信息进行解密处理得到编码内容，其中，第一密文信息为第一通信终端将编码内容中的码字与目标比特位进行异或处理得到的信息；

利用编码方法对编码内容进行解密处理得到明文信息。

第二方面，本申请还提供了一种量子通信装置，应用于第一通信终端，该装置包括：

编码模块，用于对第一密文信息进行编码得到第一光脉冲信号，并发送第一光脉冲信号和第二光脉冲信号，以由第二通信终端探测第一光脉冲信号得到第一接收率和第一误码率，探测第二光脉冲信号得到第二接收率和第二误码率；第二光脉冲信号包括至少三种强度的光脉冲信号；

第一接收模块，用于接收第二通信终端公布的第一接收率、第一误码率、第二接收率以及第二误码率；

第一确定模块，用于根据第一接收率、第一误码率、第二接收率、第二误码率和至少三种强度，得到第一计算结果；

发送模块，用于若第一计算结果表示通信信道不存在异常，则向第二通信终端发送预设的编码方法和密钥信息，以由第二通信终端根据编码方法和密钥信息得到第一密文信息对应的明文信息。

第三方面，本申请还提供了一种计算机设备，计算机设备包括存储器和处理器，存储器存储有计算机程序，处理器执行计算机程序时实现以下步骤：

对第一密文信息进行编码得到第一光脉冲信号，并发送第一光脉冲信号和第二光脉冲信号，以由第二通信终端探测第一光脉冲信号得到第一接收率和第一误码率，探测第二光脉冲信号得到第二接收率和第二误码率；第二光脉冲信号包括至少三种强度的光脉冲信号；

接收第二通信终端公布的第一接收率、第一误码率、第二接收率以及第二误码率；

根据第一接收率、第一误码率、第二接收率、第二误码率和至少三种强度，得到第一计算结果；

若第一计算结果表示通信信道不存在异常，则向第二通信终端发送预设的编码方法和密钥信息，以由第二通信终端根据编码方法和密钥信息得到第一密文信息对应的明文信息。

第四方面，本申请还提供了一种计算机可读存储介质。计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：

对第一密文信息进行编码得到第一光脉冲信号，并发送第一光脉冲信号和第二光脉冲信号，以由第二通信终端探测第一光脉冲信号得到第一接收率和第一误码率，探测第二光脉冲信号得到第二接收率和第二误码率；第二光脉冲信号包括至少三种强度的光脉冲信号；

接收第二通信终端公布的第一接收率、第一误码率、第二接收率以及第二误码率；

根据第一接收率、第一误码率、第二接收率、第二误码率和至少三种强度，得到第一计算结果；

若第一计算结果表示通信信道不存在异常，则向第二通信终端发送预设的编码方法和密钥信息，以由第二通信终端根据编码方法和密钥信息得到第一密文信息对应的明文信息。

第五方面，本申请还提供了一种计算机程序产品，计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：

对第一密文信息进行编码得到第一光脉冲信号，并发送第一光脉冲信号和第二光脉冲信号，以由第二通信终端探测第一光脉冲信号得到第一接收率和第一误码率，探测第二光脉冲信号得到第二接收率和第二误码率；第二光脉冲信号包括至少三种强度的光脉冲信号；

接收第二通信终端公布的第一接收率、第一误码率、第二接收率以及第二误码率；

根据第一接收率、第一误码率、第二接收率、第二误码率和至少三种强度，得到第一计算结果；

若第一计算结果表示通信信道不存在异常，则向第二通信终端发送预设的编码方法和密钥信息，以由第二通信终端根据编码方法和密钥信息得到第一密文信息对应的明文信息。

上述量子通信方法、装置、计算机设备、存储介质和程序产品，第一通信终端对第一密文信息进行编码得到第一光脉冲信号，并发送第一光脉冲信号和第二光脉冲信号，以由第二通信终端探测第一光脉冲信号得到第一接收率和第一误码率，探测第二光脉冲信号得到第二接收率和第二误码率，接收第一接收率、第一误码率、第二接收率以及第二误码率；根据第一接收率、第一误码率、第二接收率、第二误码率和至少三种强度，得到第一计算结果；若第一计算结果表示通信信道不存在异常，则向第二通信终端发送预设的编码方法和密钥信息，以由第二通信终端根据编码方法和密钥信息得到第一密文信息对应的明文信息。本方法第一通信终端将第一光脉冲信号和第二光脉冲信号发送给第二通信终端完成信息传输，不需要进行双向传输，有效降低了通信的损耗，而且将编码内容与目标比特位进行异或处理，得到第一密文信息，保证窃听者即使截取了第一密文信息，也无法获知信息的内容。而且根据第一计算结果可以判断是否存在窃听者以及是否存在窃听者对技术信道采取的光子数分离攻击，实现了技术信道的保护，从而实现信息的确定性传输。

附图说明

图1为一个实施例中量子通信方法的应用环境图；

图2为一个实施例中量子通信方法的流程示意图；

图3为一个实施例中确定第二探测结果的流程示意图；

图4为一个实施例中确定第一密文信息的流程示意图；

图5为另一个实施例中量子通信方法的流程示意图；

图6为一个实施例中对第一密文信息进行解密确定明文信息的流程示意图；

图7为一个实施例中量子通信装置的结构框图；

图8为一个实施例中计算机设备的内部结构图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

相关技术中，利用量子通信进行确定性信息传输时，假设第二通信终端需要将信息传输给第一通信终端，首先第一通信终端发射单光子模态的光脉冲信号给第二通信终端，第二通信终端按照约定好的协议，将第一通信终端发送的单光子模态的光脉冲信号进行编码处理，即对单光子模态的光脉冲信号不做处理，或进行反转操作，不同的编码处理方式代表不同的传递信息，再将编码处理后的单光子模态的光脉冲信号返回给第一通信终端，第一通信终端对编码处理后的光脉冲信号进行测量，确定第二通信终端想要发送给第一通信终端的信息。

本申请实施例提供的量子通信方法，应用于如图1所示的应用环境，该应用环境包括第一通信终端(Alice)和第二通信终端(Bob)，第一通信终端和第二通信终端可以是卫星、自由空间、光纤、服务器等。

在一个实施例中，如图2所示，提供了一种量子通信方法，以该方法应用于图1中的第一通信终端为例进行说明，包括以下步骤：

S201，对第一密文信息进行编码得到第一光脉冲信号，并发送第一光脉冲信号和第二光脉冲信号，以由第二通信终端探测第一光脉冲信号得到第一接收率和第一误码率，探测所述第二光脉冲信号得到第二接收率和第二误码率；第二光脉冲信号包括至少三种强度的光脉冲信号。

第一光脉冲信号、第二光脉冲信号中为包括0光子模态的脉冲信号、单光子模态的脉冲信号、多光子模态的脉冲信号的一种叠加态光脉冲信号。

在本实施例中，在编码模式窗口，第一光脉冲信号为一种强度的光脉冲信号，可以采用X基矢、Y基矢、Z基矢对第一密文信息(即图1中的密文M’)进行编码得到第一光脉冲信号(即将第一密文信息调制到量子态上)，将第一光脉冲信号发送给第二通信终端。若采用X基矢对第一密文信息进行编码得到第一光脉冲信号的相位为0或Π，分别代表了0和1；若采用Y基矢对第一密文信息进行编码得到第一光脉冲信号的相位Π/2为或3Π/2，分别代表了0和1。

在本实施例中，在诱骗态模式窗口，第二光脉冲信号是包括三种强度信息的、相位随机的光脉冲信号，第一通信终端将第二光脉冲信号发送给第二通信终端。

在本实施例中，第二通信终端按照与第一通信终端约定的形式对第一光脉冲信号进行探测，即若第一通信终端采用X基矢对第一密文信息进行编码，则第二通信终端利用X基矢对第一光脉冲信号进行探测，得到相应的密文信息。

需要说明的是，在编码模式窗口发送的第一光脉冲信号和在诱骗态窗口发送的第二光脉冲信号都是重复发射两束相同的光脉冲信号，两束光脉冲信号为一组。即在编码模发射一组第一光脉冲信号，在诱骗态窗口发送三组第二光脉冲信号。

S202，接收第二通信终端公布的第一接收率、第一误码率、第二接收率和第二误码率。

在本实施例中，第二通信终端分别对第一光脉冲信号和第二光脉冲信号进行探测，得到关于第一光脉冲信号的光子束叠加态的第一接收率和第一误码率，第二光脉冲信号的光子束叠加态的第二接收率和第二误码率。

需要说明的是，若第一通信终端发送的第二光脉冲信号包括三种强度，则会得到三个第二接收率和三个第二误码率。

S203，根据第一接收率、第一误码率、第二接收率、第二误码率和至少三种强度，得到第一计算结果。

在本实施例中，根据第一光脉冲、第二光脉冲信号得到的第一接收率、第一误码率、第二接受率和第二误码率，是关于0光子模态、单光子模态、多光子模态的关系式，第一通信终端可以在诱骗态模式窗口将至少三种强度信息与进行拟合计算，得到单光子模态的第三接收率和第三误码率，直接根据第三接收率和第三误码率得到第一计算结果。

在本实施例中，还可以在上述确定单光子模态的第三接收率和第三误码率后，根据第一接受率和第一误码率，确定损耗率，根据第三接收率、第三误码率和损耗率得到第一计算结果。

S204，若第一计算结果表示通信信道不存在异常，则向第二通信终端发送预设的编码方法和密钥信息，以由第二通信终端根据编码方法和密钥信息得到第一密文信息对应的明文信息。

在本实施例中，若第一计算结果表示通信信道不存在异常，第一通信终端将预设的码方法和密钥信息进行公布，第二通信终端根据第一通信终端公布的编码方法和密钥信息得到第一密文信息对应的明文信息。

上述量子通信方法中，第一通信终端对第一密文信息进行编码得到第一光脉冲信号，并发送第一光脉冲信号和第二光脉冲信号，以由第二通信终端探测第一光脉冲信号得到第一接收率和第一误码率，探测第二光脉冲信号得到第二接收率和第二误码率，接收第一接收率、第一误码率、第二接收率以及第二误码率；根据第一接收率、第一误码率、第二接收率、第二误码率和至少三种强度，得到第一计算结果；若第一计算结果表示通信信道不存在异常，则向第二通信终端发送预设的编码方法和密钥信息，以由第二通信终端根据编码方法和密钥信息得到第一密文信息对应的明文信息。本方法第一通信终端将第一光脉冲信号和第二光脉冲信号发送给第二通信终端完成信息传输，不需要进行双向传输，有效降低了通信的损耗，而且将编码内容与目标比特位进行异或处理，得到第一密文信息，保证窃听者即使截取了第一密文信息，也无法获知信息的内容。而且根据第一计算结果，判断是否存在窃听者以及是否存在窃听者对技术信道采取的光子数分离攻击，实现了技术信道的保护，从而实现信息的确定性传输。

图3为一个实施例中确定第二探测结果的流程示意图，如图3所示，本申请实施例涉及的是如何根据第一接收率、第一误码率、第二接收率、第二误码率和至少三种强度，得到第一计算结果的一种可能的实现方式，包括以下步骤：

S301，根据第一接收率、第一误码率、第二接收率、第二误码率和至少三种强度，确定单光子模态的第三接收率和第三误码率。

在本实施例中，根据第一光脉冲信号、第二光脉冲信号得到的第一接收率、第一误码率、第二接受率和第二误码率，是关于0光子模态、单光子模态、多光子模态的关系式，第一通信终端可以在诱骗态模式窗口将至少三种强度信息进行拟合计算，得到单光子模态的第三接收率和第三误码率。

在本实施例中，第一误码率确定方式为，第一通信终端可以从第一密文信息中随机抽取部分码字并公布部分码字的位置，例如，第一密文信息为0010100，第一通信终端公布第一密文信息中第一位为0、第五位为1以及第七位为0，第二通信终端根据探测得到密文信息，将接收到的密文信息中的第一位、第五位和第7位与第一通信终端公布的部分码字进行对比，若第五位对应的码字不相同，则确定第一误码率为1/3。

在本实施例中，第二误码率确定方式为，第二通信终端公布对第二光脉冲的测量结果，第一通信终端对自己编码0和1位置的信息进行检查。例如，编码位置为第一位为0、第五位为1以及第七位为0，其余位置为随机相位，即未编码信息；第二通信终端根据第二探测结果，将接收到的信息中的第一位、第五位和第7位与第一通信终端公布的码字进行对比，若第五位对应的码字不相同，则确定第二误码率为1/3。

S302，根据第一密文信息、第一接收率和第一误码率得到损耗率。

在本实施例中，根据第一密文信息、第一接收率和第一误码率得到损耗率可以理解为根据第二通信终端接收到的成功传输的密文信息的码字长度，第二通信终端将成功传输的码字长度进行公布，第一通信终端根据成功传输的码字长度与第一密文信息的码字长度进行比对，得到损耗率。

S303，根据第三接收率、第三误码率以及损耗率得到第一计算结果。

在本实施例中，由于量子通信的信道存在固有损耗，可以将第三接收率、第三误码率以及损耗率分别与对应的预设阈值进行比较，若第三接收率、第三误码率以及损耗率都满足预设阈值的要求，则认为通信信道不存在异常情况，若其中有一个不满足预设阈值的要求，则认为通信信道存在异常情况。

本申请实施例中，通过根据第一接收率、第一误码率、第二接收率、第二误码率和至少三种强度，确定单光子模态的第三接收率和第三误码率，以及根据第一密文信息和第一探测结果得到损耗率，最终根据第三接收率、第三误码率以及损耗率判断通信信道是否存在异常情况。本方法中通过诱骗态模式和公布的部分码字、第一探测结果的形式对通信信道的异常情况进行监测，两种方式结合的方式提高了信道异常情况监测的准确性，提高了信道传输的安全性。

图4为一个实施例中确定第一密文信息的流程示意图，如图4所示，包括以下步骤：

S401，生成编码内容对应的密钥信息。

在本实施例中，第一通信终端随机生成一串密钥信息。密钥信息的长度可以与编码内容的长度相对应，也可以不是对应的。

S402，将编码内容中的码字与目标比特位进行异或处理，得到第一密文信息，其中，目标比特位为编码内容对应的密钥信息中任一个。

在本实施例中，将编码内容中的码字与目标比特位进行异或处理时，可以从密钥信息中选取任意一个作为目标比特位，因此，得到的第一密文信息也具有多种形式。假设编码内容为00100，密钥信息为10010，可以直接按照编码内容的顺序和密钥信息的顺序进行异或，则目标比特位分别为1、0、0、1、0，异或处理得到的第一密文信息为10110。若将编码内容中的码字与密钥信息中的任意一个进行异或，假设，目标比特位分别为0、0、0、1、1，异或处理得到的第一密文信息为00111。

本申请实施例中，第一通信终端通过生成编码内容对应的密钥信息，将编码内容中的码字与目标比特位进行异或处理，得到第一密文信息，本方法中对编码内容进行异或处理，由于可以在密钥信息中任意选择，可以得到多种第一密文信息，提高信息的安全性。

在一个实施例中，对第一密文信息进行编码得到第一光脉冲信号之前，可以对明文信息进行均匀化处理、信息稀释处理以及信道纠错处理中的至少一项，以得到编码内容。

在本实施例中，对明文信息进行均匀化、信息稀释处理，信息均匀化、信息稀释处理指使用逆哈希函数族，将待传输信息的长度均匀扩充。使用该方法可以大幅增强信息的安全性。

在本实施例中，对明文信息进行信道纠错扛损编码处理，信道纠错扛损编码处理指使用差错控制编码，例如，低密度奇偶校验码(Low Density Parity Check Code,LDPC，LDPC编码)等方式，在信息发送方序列中加入冗余信息，接收方的译码器可以充分利用冗余信息来判断发送方实际发送的比特信息，从而判断传输的信息是否完整可靠。

本申请实施例中，通过对明文信息进行均匀化处理、信息稀释处理可以提高量子通信的安全性、信道纠错处理可以提高量子通信的可靠性。

在一个实施例中，如图5所示，提供了一种量子通信方法，以该方法应用于图1中的第二通信终端为例进行说明，包括以下步骤：

S501，对第一光脉冲信号探测得到第一误码率和第一接收率，并公布第一误码率和第一接收率，对第二光脉冲信号得到第二误码率和第二接收率，并公布第二误码率和第二接受收率；以由第一通信终端根据第一误码率、第一接收率、第二误码率和第二接收率以及至少三种强度得到第一计算结果。

本实施例的具体实现方式可参见S203。

S502，接收第一通信终端发送的预设的编码方法和密钥信息。

在本实施例中，第一通信终端将预设的编码方法和密钥信息发送给第二通信终端，密钥信息包括生成的编码内容对应的密钥信息以及与编码内容中各码字对应的目标比特位。

S503，根据编码方法和密钥信息，得到第一密文信息对应的明文信息。

在本实施例中，第二通信终端根据编码方法和密钥信息，得到第一密文信息对应的明文信息，具体地，可包括以下步骤：

S601，根据密钥信息，对第一密文信息进行解密处理得到编码内容，其中，第一密文信息为第一通信终端将编码内容中的码字与目标比特位进行异或处理得到的信息。

在本实施例中，首先，根据密钥信息，对第一密文信息进行解密处理得到编码内容，即对第一密文信息的各码字以及对应的目标比特位，按照异或处理反向推算，得到编码内容。

S602，利用编码方法对编码内容进行解密处理得到明文信息。

在本实施例中，根据第一通信终端的编码方法进行解密，得到明文信息。假设，第一通信终端采用均匀化处理、信息稀释处理以及信道纠错处理的顺序对明文信息进行编码处理，则第二通信终端可以按照信道纠错处理、信息稀释处理、均匀化处理的方式进行解码处理，得到明文信息。

应该理解的是，虽然如上的各实施例所涉及的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，如上的各实施例所涉及的流程图中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

基于同样的发明构思，本申请实施例还提供了一种用于实现上述所涉及的量子通信方法的量子通信装置。该装置所提供的解决问题的实现方案与上述方法中所记载的实现方案相似，故下面所提供的一个或多个量子通信装置实施例中的具体限定可以参见上文中对于量子通信方法的限定，在此不再赘述。

在一个实施例中，如图7所示，提供了一种量子通信装置，应用于第一通信终端，该装置包括：编码模块11、第一接收模块12、第一确定模块13和发送模块14，其中：

编码模块11，用于对第一密文信息进行编码得到第一光脉冲信号，并发送第一光脉冲信号和第二光脉冲信号，以由第二通信终端探测第一光脉冲信号得到接收率和第一误码率，探测所述第二光脉冲信号得到第二接收率和第二误码率，第二光脉冲信号包括至少三种强度的光脉冲信号；

第一接收模块12，用于接收第二通信终端公布的第一接收率、第一误码率、第二接受率和第二误码率；

第一确定模块13，用于根据第一接收率、第一误码率、第二接受率、第二误码率和至少三种强度，得到第一计算结果；

发送模块14，用于若第一计算结果表示通信信道不存在异常，则向第二通信终端发送预设的编码方法和密钥信息，以由第二通信终端根据编码方法和密钥信息得到第一密文信息对应的明文信息。

在一个实施例中，第一确定模块，包括：

第一确定单元，用于根据第一接收率、第一误码率、第二接受率、第二误码率和至少三种强度，确定单光子模态的第三接收率和第三误码率；

第二确定单元，用于根据第一密文信息、第一接收率和第一误码率得到损耗率；

第三确定单元，用于根据第三接收率、第三误码率以及损耗率得到第一计算结果。

在一个实施例中，该量子通信装置还包括：

生成模块，用于生成编码内容对应的密钥信息；

第二确定模块，用于将编码内容中的码字与目标比特位进行异或处理，得到第一密文信息，其中，目标比特位为编码内容对应的密钥信息中任一个。

在一个实施例中，该量子通信装置还包括：

处理模块，用于对明文信息进行均匀化处理、信息稀释处理以及信道纠错处理中的至少一项，以得到编码内容。

在一个实施例中，应用于第二通信终端，该量子通信装置包括：

第三确定模块，用于对第二光脉冲信号探测得到第一误码率和第一接收率，并公布第一误码率和第一接收率，以由第一通信终端根据第一误码率、第一接收率、第二接受率、第二误码率以及至少三种强度得到第一计算结果；

第二接收模块，用于接收第一通信终端发送的预设的编码方法和密钥信息；

第四确定模块，用于根据编码方法和密钥信息，得到第一密文信息对应的明文信息。

在一个实施例中，该量子通信装置还包括：

第一解密模块，用于根据密钥信息，对第一密文信息进行解密处理得到编码内容，其中，第一密文信息为第一通信终端将编码内容中的码字与目标比特位进行异或处理得到的信息；

第二解密模块，用于利用编码方法对编码内容进行解密处理得到明文信息。

上述量子通信装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。

在一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是服务器，其内部结构图可以如图8所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器和网络接口。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质和内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统、计算机程序和数据库。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的数据库用于存储关于量子通信的数据。该计算机设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现一种量子通信方法。

本领域技术人员可以理解，图8中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。

在一个实施例中，提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，该处理器执行计算机程序时实现以下步骤：

对第一密文信息进行编码得到第一光脉冲信号，并发送第一光脉冲信号和第二光脉冲信号，以由第二通信终端探测第一光脉冲信号得到第一接收率和第一误码率，探测所述第二光脉冲信号得到第二接收率和第二误码率；第二光脉冲信号包括至少三种强度的光脉冲信号；

接收第二通信终端公布的第一接收率、第一误码率、第二接收率以及第二误码率；

根据第一接收率、第一误码率、第二接收率、第二误码率和至少三种强度，得到第一计算结果；

若第一计算结果表示通信信道不存在异常，则向第二通信终端发送预设的编码方法和密钥信息，以由第二通信终端根据编码方法和密钥信息得到第一密文信息对应的明文信息。

在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：

根据第一接收率、第一误码率、第二接收率、第二误码率和至少三种强度，确定单光子模态的第三接收率和第三误码率；

根据第一密文信息、第一接收率以及第一误码率得到损耗率；

根据第三接收率、第三误码率以及损耗率得到第一计算结果。

在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：

生成编码内容对应的密钥信息；

将编码内容中的码字与目标比特位进行异或处理，得到第一密文信息，其中，目标比特位为编码内容对应的密钥信息中任一个。

在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：

对明文信息进行均匀化处理、信息稀释处理以及信道纠错处理中的至少一项，以得到编码内容。

在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：

对第一光脉冲信号探测得到第一误码率和第一接收率，并公布第一误码率和第一接收率，以由第一通信终端根据第一误码率、第一接收率、第二接收率和第二误码率以及至少三种强度得到第一计算结果；

接收第一通信终端发送的预设的编码方法和密钥信息；

根据编码方法和密钥信息，得到第一密文信息对应的明文信息。

在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：

根据密钥信息，对第一密文信息进行解密处理得到编码内容，其中，第一密文信息为第一通信终端将编码内容中的码字与目标比特位进行异或处理得到的信息；

利用编码方法对编码内容进行解密处理得到明文信息。

在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：

对第一密文信息进行编码得到第一光脉冲信号，并发送第一光脉冲信号和第二光脉冲信号，以由第二通信终端探测第一光脉冲信号得到第一接收率和第一误码率，探测所述第二光脉冲信号得到第二接收率和第二误码率；第二光脉冲信号包括至少三种强度的光脉冲信号；

接收第二通信终端公布的第一接收率、第一误码率、第二接收率以及第二误码率；

根据第一接收率、第一误码率、第二接收率、第二误码率和至少三种强度，得到第一计算结果；

若第一计算结果表示通信信道不存在异常，则向第二通信终端发送预设的编码方法和密钥信息，以由第二通信终端根据编码方法和密钥信息得到第一密文信息对应的明文信息。

在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：

根据第一接收率、第一误码率、第二接收率、第二误码率和至少三种强度，确定单光子模态的第三接收率和第三误码率；

根据第一密文信息以及第一探测结果得到损耗率，其中，第一探测结果为第一通信终端接收的第二通信终端公布的探测结果；根据第三接收率、第三误码率以及损耗率得到第一计算结果。

在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：

生成编码内容对应的密钥信息；

将编码内容中的码字与目标比特位进行异或处理，得到第一密文信息，其中，目标比特位为编码内容对应的密钥信息中任一个。

在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：

对明文信息进行均匀化处理、信息稀释处理以及信道纠错处理中的至少一项，以得到编码内容。

在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：

对第一光脉冲信号探测得到第一误码率和第一接收率，并公布第一误码率和第一接收率，以由第一通信终端根据第一误码率、第一接收率、第二接收率、第二误码率以及至少三种强度得到第一计算结果；

接收第一通信终端发送的预设的编码方法和密钥信息；

根据编码方法和密钥信息，得到第一密文信息对应的明文信息。

在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：

根据密钥信息，对第一密文信息进行解密处理得到编码内容，其中，第一密文信息为第一通信终端将编码内容中的码字与目标比特位进行异或处理得到的信息；

利用编码方法对编码内容进行解密处理得到明文信息。

在一个实施例中，提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：

对第一密文信息进行编码得到第一光脉冲信号，并发送第一光脉冲信号和第二光脉冲信号，以由第二通信终端探测第一光脉冲信号得到第一接收率和第一误码率，探测所述第二光脉冲信号得到第二接收率和第二误码率；第二光脉冲信号包括至少三种强度的光脉冲信号；

接收第二通信终端公布的第一接收率、第一误码率、第二接收率和第二误码率；

根据第一接收率、第一误码率、第二接收率、第二误码率和至少三种强度，得到第一计算结果；

若第一计算结果表示通信信道不存在异常，则向第二通信终端发送预设的编码方法和密钥信息，以由第二通信终端根据编码方法和密钥信息得到第一密文信息对应的明文信息。

在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：

根据第一接收率、第一误码率、第二接收率、第二误码率和至少三种强度，确定单光子模态的第三接收率和第三误码率；

根据第一密文信息、第一接收率和第一误码率得到损耗率；

根据第三接收率、第三误码率以及损耗率得到第一计算结果。

在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：

生成编码内容对应的密钥信息；

将编码内容中的码字与目标比特位进行异或处理，得到第一密文信息，其中，目标比特位为编码内容对应的密钥信息中任一个。

在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：

对明文信息进行均匀化处理、信息稀释处理以及信道纠错处理中的至少一项，以得到编码内容。

在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：

对第一光脉冲信号探测得到第一误码率和第一接收率，并公布第一误码率和第一接收率，对第二光脉冲信号探测得到第二误码率和第二接收率，并公布第二误码率和第二接收率，以由第一通信终端根据第一误码率、第一接收率、第二接收率、第二误码率以及至少三种强度得到第一计算结果；

接收第一通信终端发送的预设的编码方法和密钥信息；

根据编码方法和密钥信息，得到第一密文信息对应的明文信息。

在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：

根据密钥信息，对第一密文信息进行解密处理得到编码内容，其中，第一密文信息为第一通信终端将编码内容中的码字与目标比特位进行异或处理得到的信息；

利用编码方法对编码内容进行解密处理得到明文信息。

需要说明的是，本申请所涉及的用户信息(包括但不限于用户设备信息、用户个人信息等)和数据(包括但不限于用于分析的数据、存储的数据、展示的数据等)，均为经用户授权或者经过各方充分授权的信息和数据。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器(Read-OnlyMemory，ROM)、磁带、软盘、闪存、光存储器、高密度嵌入式非易失性存储器、阻变存储器(ReRAM)、磁变存储器(Magnetoresistive Random Access Memory，MRAM)、铁电存储器(Ferroelectric Random Access Memory，FRAM)、相变存储器(Phase Change Memory，PCM)、石墨烯存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)或外部高速缓冲存储器等。作为说明而非局限，RAM可以是多种形式，比如静态随机存取存储器(Static Random Access Memory，SRAM)或动态随机存取存储器(Dynamic RandomAccess Memory，DRAM)等。本申请所提供的各实施例中所涉及的数据库可包括关系型数据库和非关系型数据库中至少一种。非关系型数据库可包括基于区块链的分布式数据库等，不限于此。本申请所提供的各实施例中所涉及的处理器可为通用处理器、中央处理器、图形处理器、数字信号处理器、可编程逻辑器、基于量子计算的数据处理逻辑器等，不限于此。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种量子通信方法，其特征在于，应用于第一通信终端，所述方法包括：

对第一密文信息进行编码得到第一光脉冲信号，并发送所述第一光脉冲信号和第二光脉冲信号，以由第二通信终端探测所述第一光脉冲信号得到第一接收率和第一误码率，探测所述第二光脉冲信号得到第二接收率和第二误码率；所述第二光脉冲信号包括至少三种强度的光脉冲信号；

接收所述第二通信终端公布的所述第一接收率、所述第一误码率、所述第二接收率以及所述第二误码率；

根据所述第一接收率、所述第一误码率、所述第二接收率、所述第二误码率和所述至少三种强度，得到第一计算结果；

若所述第一计算结果表示通信信道不存在异常，则向所述第二通信终端发送预设的编码方法和密钥信息，以由所述第二通信终端根据所述编码方法和所述密钥信息得到所述第一密文信息对应的明文信息。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一接收率、所述第一误码率、所述第二接收率、所述第二误码率和所述至少三种强度，得到第一计算结果，包括：

根据所述第一接收率、所述第一误码率、所述第二接收率、所述第二误码率和所述至少三种强度，确定单光子模态的第三接收率和第三误码率；

根据所述第一密文信息、所述第一接收率以及所述第一误码率得到损耗率；

根据所述第三接收率、所述第三误码率以及所述损耗率得到所述第一计算结果。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对第一密文信息进行编码得到第一光脉冲信号之前，所述方法还包括：

生成所述编码内容对应的密钥信息；

将所述编码内容中的码字与目标比特位进行异或处理，得到所述第一密文信息，其中，所述目标比特位为编码内容对应的密钥信息中任一个。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述对第一密文信息进行编码得到第一光脉冲信号之前，所述方法还包括：

对所述明文信息进行均匀化处理、信息稀释处理以及信道纠错处理中的至少一项，以得到所述编码内容。

5.一种量子通信方法，其特征在于，应用于第二通信终端，所述方法包括：

对第一光脉冲信号探测得到第一误码率和第一接收率，并公布所述第一误码率和所述第一接收率，对第二光脉冲信号探测得到第二误码率和第二接收率，并公布所述第二误码率和所述第二接收率，以由第一通信终端根据所述第一误码率、所述第一接收率、所述第二误码率和所述第二接收率以及至少三种强度得到第一计算结果；

接收所述第一通信终端发送的预设的编码方法和密钥信息；

根据所述编码方法和所述密钥信息，得到第一密文信息对应的明文信息。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据所述编码方法和所述密钥信息，得到第一密文信息对应的明文信息，包括：

根据所述密钥信息，对所述第一密文信息进行解密处理得到编码内容，其中，所述第一密文信息为所述第一通信终端将所述编码内容中的码字与目标比特位进行异或处理得到的信息；

利用所述编码方法对所述编码内容进行解密处理得到所述明文信息。

7.一种量子通信装置，其特征在于，应用于第一通信终端，所述装置包括：

编码模块，用于对第一密文信息进行编码得到第一光脉冲信号，并发送所述第一光脉冲信号和第二光脉冲信号，以由第二通信终端探测所述第一光脉冲信号得到第一接收率和第一误码率，探测所述第二光脉冲信号得到第二接收率和第二误码率，所述第二光脉冲信号包括至少三种强度的光脉冲信号；

第一接收模块，用于接收所述第二通信终端公布的所述第一接收率、所述第一误码率、所述第二接收率以及所述第二误码率；

第一确定模块，用于根据所述第一接收率、所述第一误码率、所述第二接收率、所述第二误码率和所述至少三种强度，得到第一计算结果；

发送模块，用于若所述第一计算结果表示通信信道不存在异常，则向所述第二通信终端发送预设的编码方法和密钥信息，以由所述第二通信终端根据所述编码方法和所述密钥信息得到所述第一密文信息对应的明文信息。

8.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至6中任一项所述的方法的步骤。

9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至6中任一项所述的方法的步骤。

10.一种计算机程序产品，包括计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至6中任一项所述的方法的步骤。

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