1.一种基于贝尔态的半量子安全直接通信方法,其特征在于,所述基于贝尔态的半量子安全直接通信方法包括:步骤一,强量子方从四组Bell态|φ±>,|ψ±>中随机选择,制备N=4n(1+δ)个Bell态粒子,其中n是秘密消息的长度,δ是固定参数;强量子方将Bell态粒子中所有的“1”粒子组成Home序列,将所有的“2”粒子组成Travel序列;
步骤二,收到强量子方发送的Travel序列后,半量子方对每个粒子随机选择测量或反射操作;
步骤三,强量子方通过量子存储器设备暂时存储半量子方反射回来的粒子序列,并且强量子方通过经典信道告知半量子方反射回的粒子接收完成;半量子方公布所有的反射粒子在Travel序列中的具体位置信息;强量子方根据半量子方公布的信息,在Home序列中选择相同位置的粒子,与接收的反射粒子一起执行Bell基测量,进行窃听检测操作;
步骤四,强量子方对剩余的Home序列粒子选择Z基进行测量,得到测量结果MA,且MA∈{0,1};强量子方从中随机挑选n个粒子组成编码粒子序列;
随机挑选n个粒子组成窃听检测粒子序列,记为Mc;强量子方根据与半量子方共享的密钥序列keyab,重新组合序列Mn=Me+Mc;强量子方将序列组合形成的Mn发送给半量子方;
步骤五,当半量子方完成接收Mn序列后,通过经典信道通知强量子方,并且半量子方使用Z基对Mn进行测量;根据keyab,半量子方得知Mn中有关编码序列Me和窃听检测序列Mc的正确位置顺序;强量子方公布编码序列Me和窃听检测序列Mc粒子的初始Bell态粒子状态;
步骤六,半量子方完成测量操作后,通过窃听检测序列Mc的值以及MB,根据强量子方公布的对应初始Bell态粒子状态,完成对步骤四的安全性检测;
步骤七,半量子方根据对编码序列Me的测量值以及MB的值,通过对比强量子方公布对应位置的初始Bell态信息,结合双方约定的编码规则,得到强量子方发送的n比特秘密信息m。
2.如权利要求1所述的基于贝尔态的半量子安全直接通信方法,其特征在于,步骤一中,强量子方保存Home序列粒子,并将Travel序列的粒子发送给半量子方。
3.如权利要求1所述的基于贝尔态的半量子安全直接通信方法,其特征在于,步骤二中,当半量子方他执行测量操作时,半量子方随机选择Z基对粒子进行测量,并将测量结果保存为MB,且MB∈{0,1};当执行反射操作时,半量子方不对粒子做任何操作,直接将其全部发回给强量子方;当N数量足够大,半量子方选择测量和反射的粒子总数均为2n。
4.如权利要求1所述的基于贝尔态的半量子安全直接通信方法,其特征在于,步骤三中,N数量足够大时,反射的粒子总数为2n;强量子方进行2n组Bell态粒子的初始状态,当强量子方执行完Bell基测量后,与初始状态进行对比计算错误率,如果错误率低于双方约定的值,则强量子方丢掉所有反射回来的粒子,协议进行到下一步;否则,双方取消通信。
5.如权利要求1所述的基于贝尔态的半量子安全直接通信方法,其特征在于,步骤四中,双方约定编码规则为:当前位置的秘密信息为0时,强量子方不对粒子做任何操作,当前位置的秘密信息为1时,强量子方将这个位置的粒子相位取反,即 得到编码序列,记为Me;随机挑选n个粒子组成窃听检测粒子序列,记为Mc;
强量子方根据与半量子方共享的密钥序列keyab,重新组合序列Mn=Me+Mc,具体规则为:
当keyab=0时,当前位置的编码序列Me放在窃听检测序列Mc的前面,当keyab=1时,当前位置的编码序列Me放在窃听检测序列Mc的后面;强量子方将序列组合形成的Mn发送给半量子方。
6.如权利要求1所述的基于贝尔态的半量子安全直接通信方法,其特征在于,步骤五中,根据keyab,半量子方得知Mn中有关编码序列Me和窃听检测序列Mc的正确位置顺序;强量子方公布编码序列Me和窃听检测序列Mc粒子的初始Bell态粒子状态。
7.如权利要求1所述的基于贝尔态的半量子安全直接通信方法,其特征在于,步骤六中,如果强量子方制备的Bell态粒子状态为|φ±>(|ψ±>),半量子方对MB和Mc的测量结果不是00或11(10或01),发生窃听或者错误;半量子方计算错误率,当错误率低于双方约定的值,协议继续进行,否则协议取消并返回步骤一。
8.一种实施权利要求1所述基于贝尔态的半量子安全直接通信方法的基于贝尔态的半量子安全直接通信控制系统。
9.一种实施权利要求1所述基于贝尔态的半量子安全直接通信方法的基于贝尔态的半量子安全直接通信网络平台。