一種基于部分糾纏ghz信道的聯(lián)合監(jiān)控量子廣播通信方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于部分糾纏GHZ信道的聯(lián)合監(jiān)控量子廣播通信方法，通過發(fā)送方基于信息傳送的模式,制備多粒子部分糾纏GHZ態(tài)，根據(jù)參與監(jiān)控者的數(shù)量，引入相應(yīng)數(shù)量的輔助粒子作為控制粒子，選定GHZ態(tài)的部分粒子作為被監(jiān)控的粒子,對輔助粒子和選定實施被監(jiān)控的粒子進行CNOT門操作，然后把粒子發(fā)送給監(jiān)控方和接收用戶發(fā)送方進行Bell測量，公布校驗位，各監(jiān)控方進行單粒子測量，將測量結(jié)果作為授權(quán)信息發(fā)布給相應(yīng)的合法的授權(quán)限制用戶，各個授權(quán)限制用戶根據(jù)其Bell測量結(jié)果，校驗信息和授權(quán)信息，獲得發(fā)送方真實的廣播數(shù)據(jù)。本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)在授權(quán)模式下多個監(jiān)控方聯(lián)合監(jiān)控廣播數(shù)據(jù)的流向，并能避免對最大糾纏信道的需求以及復(fù)雜的糾纏集中操作，具有良好的實用性和可行性。
【專利說明】一種基于部分糾纏GHZ信道的聯(lián)合監(jiān)控量子廣播通信方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種量子網(wǎng)絡(luò)的廣播通信方法，具體涉及一種基于部分糾纏GHZ信道的聯(lián)合監(jiān)控量子網(wǎng)絡(luò)通信方法。
【背景技術(shù)】
[0002]量子信息學(xué)主要包括量子通信和量子計算。量子通信是以量子態(tài)作為信息單元來實現(xiàn)信息的有效傳送，除了需要傳統(tǒng)的經(jīng)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年基于量子糾纏提出了第一個量子遠程傳態(tài)的實驗方案以來，1997年國際上首次實驗實現(xiàn)了基于Bell糾纏信道的量子遠程傳態(tài)，進而為了實現(xiàn)遠距離量子通信，在收發(fā)點之間設(shè)計了基于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(gòu)建可擴展量子通信網(wǎng)絡(luò)的可行性。量子通信業(yè)已成為前沿信息技術(shù)發(fā)展最迅速的研究領(lǐng)域，但是目前的進展主要集中基于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(xié)議，利用最大糾纏GHZ態(tài)實現(xiàn)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于身份認證的量子廣播通信協(xié)議。然而，我們注意到上述廣播通信協(xié)議中缺少對廣播數(shù)據(jù)接收用戶權(quán)限的設(shè)置，部分用戶應(yīng)可以無限制接收到廣播數(shù)據(jù)，其他用戶則需要在得到監(jiān)控授權(quán)信息下才能獲取真實的廣播數(shù)據(jù)。此外，量子通信中，所采用量子信道實際上就是通信各方之間的量子糾纏，現(xiàn)有的廣播量子通信和量子交換協(xié)議都利用了最大糾纏信道，例如最大糾纏Bell信道
【權(quán)利要求】
1.一種基于部分糾纏GHZ信道的聯(lián)合監(jiān)控量子廣播通信方法，其特征在于，包括如下步驟: (1)數(shù)據(jù)粒子準備階段:發(fā)送者Alice準備兩組部分糾纏GHZ態(tài)， 和丨GHQa作為信道用來廣播信息，Alice從每個GHZ態(tài)中保留2個粒子，q、O2和.4 ,從每個GHZ態(tài)中分別提取~和匹配成量子數(shù)據(jù)粒子序列單元巧；(2)監(jiān)控粒子準備和數(shù)據(jù)粒子更新階段=Alice引入初始狀態(tài)為網(wǎng)的輔助粒子cIAncp ,選擇一個輔助粒子\首先執(zhí)行Hadamard交換,并以x作為控制位，以被監(jiān)控的數(shù)據(jù)位ipinl作為目標位，實施CNOT變換，完成對數(shù)據(jù)粒子序列單元&中4為的更 新，再對C1執(zhí)行Hadamard交換，以，作為控制位，為目標位，實施CNOT變換，將相應(yīng)的控制粒子分發(fā)給J3個監(jiān)控方Charm/J = 1,2,...,^)，初步建立實施聯(lián)合監(jiān)控模式的量子廣播通信信道；(3)檢測粒子準備與數(shù)據(jù)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],每個粒子隨機處于{丨昨11>}和(|+>，|-〉}的基態(tài)之一，Alice記錄檢測序列里每個粒子所處的狀態(tài)，將&隨機插入檢測粒子序列Jf，記下位置，形成％組新的數(shù)據(jù)粒子和檢測粒子混雜序列&, Alice將手中的粒子序列J分別發(fā)送給相應(yīng)的第；個接收者?= U，…，w)； (4)檢測實施階段:當(dāng)接收用戶收到混雜序列后，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(jiān)聽；(5)監(jiān)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(yīng)的兩個粒子進行Bell測量，獲得測量結(jié)果，并對測量結(jié)果進行編碼，令對應(yīng)于經(jīng)典粒子0，對應(yīng)于經(jīng)典粒子1，Alice根據(jù)其測量結(jié)果和要發(fā)送的秘密消息通過經(jīng)典信道公布一個校驗位』，各個監(jiān)控方Ctorffef = 1,2,對其手中的粒子利用進行測量，當(dāng)測量結(jié)果為| + >時，授權(quán)信息編碼為0 ;當(dāng)測量結(jié)果為卜>，授權(quán)信息編碼為I ;CharlietQ =1,2,...fp)將其測量結(jié)果AG =作為授權(quán)信息告知給相應(yīng)的合法用戶，如果不授權(quán)，則拒絕發(fā)布授權(quán)信息；廣播數(shù)據(jù)接收用戶Abi從混雜粒子序列中提取數(shù)據(jù)粒子序列，進行Bell測量，獲得測量結(jié)果^，根據(jù)校驗位信肩4 Bell測量結(jié)果^和授權(quán)信息1，獲取真實有效的合法廣播數(shù)據(jù)。
【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(yōu)先權(quán)日:2014年1月8日
【發(fā)明者】姜敏, 鄧晶, 黃旭, 魏玉震 申請人:蘇州大學(xué)