1.一种抗集体退相位噪声的无信息泄露量子对话协议,利用无消相干子空间具有抗噪声干扰不变性的逻辑量子比特消除噪声影响;通过直接传送相应的辅助逻辑量子比特使两个合法用户秘密共享每个逻辑量子比特的初态以克服信息泄露问题;通过两个复合酉操作将秘密信息编码在初始逻辑量子比特;只需单光子测量而非Bell态测量或更复杂的测量就能实现解码;共包括以下五个过程:S1)Bob的制 备和 传 送:Bob制 备一 个含 有2N个 逻辑 量子 比 特的 序列使每两个相邻的逻辑量子比特Ln和处于相同的态(随机处于 四个态
之一);为了第一次安全检测,Bob还制备δ1+δ2个随机处于上述四个态之一的样本逻辑量子比特;然后,Bob随机将这些样本逻辑量子比特插入序列S,从而形成一个新序列S′;
最后,Bob让序列S′中每个逻辑量子比特的两个光子通过一个时间窗快于噪声变化的光纤,并将它们传送给Alice;
S2)第一次安全检测:在Alice向Bob告知收到序列S′后,他们开始执行第一次安全检测;Bob告诉Aliceδ1个样本逻辑量子比特的位置和制备基;Alice利用Bob的制备基测量δ1个样本逻辑量子比特并告诉Bob她的测量结果;Bob通过对比δ1个样本逻辑量子比特的初态和Alice的测量结果判断量子信道是否安全;如果不存在窃听,通信继续,否则通信被终止;
S3)Alice的编码和传送:Alice丢弃序列S′中的δ1个样本逻辑量子比特;Bob告诉Aliceδ2个样本逻辑量子比特的位置;Alice挑选出δ2个样本逻辑量子比特,并将剩余2N个逻辑量子比特保存起来恢复成序列S;Alice将序列S划分为N个信息组,每两个相邻逻辑量子比特Ln和 构成一个信息组;Alice和Bob商定每个信息组中只有第一个逻辑量子比特用于编码;然后,Alice通过对第n个信息组的逻辑量子比特Ln施加复合酉操作 来编码她的1比特秘密信息kn,相应地,逻辑量子比特Ln变为 第n个信息组变为 然后,Alice从每个信息组中将第一个逻辑量子比特取出形成一个新序列L,也就是, 每个信息组的剩余逻辑量子比特形成一个新序列L′,即 Alice还通过
施加两个复合酉操作 和 中的一个对δ2个样本逻辑量子比特中的每个逻辑量子比特编码她的检测信息;然后,Alice随机将这些δ2个编码的样本逻辑量子比特插入序列L,这样形成新序列L″;最后,Alice将序列L″传送给Bob,并将L′由自己保存;
S4)第二次安全检测:在Bob告诉Alice收到序列L″后,他们开始执行第二次安全检测;Alice告诉Bob序列L″中δ2个编码的样本逻辑量子比特的位置;既然他自己制备δ2个样本逻辑量子比特,Bob能够知道它们的初态和δ2个编码的样本逻辑量子比特的测量基,Bob选择正确的测量基测量δ2个编码的样本逻辑量子比特来解码出Alice的检测信息;然后,Bob向Alice公布他解码出的检测信息;Alice将Bob的公布与她的检测信息进行对比;如果没有窃听,通信继续,否则通信被终止;
S5)Bob的 编码 和 他 们的 解 码:Bob丢 弃 序 列L″ 中 的δ2个编 码 的 样本逻辑量子比特,这样,序列L″转变成序列L;然后,Bob对逻辑量子比特施加复合酉操作 来编码他的1比特秘密信息in,相应地,逻辑量子比特 变为一 个新的 逻辑量子 比特 序列L变 为
既然Bob自己制备
逻辑量子比特Ln,他能够知道它的初态和逻辑量子比特 的测量基,Bob利用正确的测量基测量逻辑量子比特 并公开宣布他的测量结果;根据逻辑量子比特Ln的初态和他的复合酉操作 Bob能够读出Alice的1比特秘密信息kn;对于Alice,根据Bob公布的逻辑量子比特 的测量结果,她能够选择正确的测量基测量序列L′中的逻辑量子比特 由于每两个相邻的逻辑量子比特Ln和 被Bob制备成相同的态,Alice能够知道逻辑量子比特Ln的初态;然后,根据她的复合酉操作Alice能够读出Bob的1比特秘密信息in。