《量子通信》課件第五章量子安全直接通信

第5章量子安全直接通信

主要內(nèi)容5.1量子安全直接通信概述5.2Ping-Pong量子安全直接通信協(xié)議5.3基于糾纏光子對(duì)的量子安全直接通信5.4基于單光子的量子安全直接通信5.1量子安全直接通信概述含義： 通常把通信雙方以量子態(tài)為信息載體，利用量子力學(xué)原理和各種量子特性，通過量子信道傳輸，在通信雙方之間安全地、無泄漏地直接傳輸有效信息，特別是機(jī)密信息的方法，稱為量子安全直接通信(QuantumSecureDirectCommunication,QSDC)。

5.1.1量子安全直接通信的基本概念5.1.1量子安全直接通信的基本概念：

1.量子安全直接通信無需產(chǎn)生量子密鑰，可以直接安全地傳輸機(jī)密信息，提高了通信效率。

2.與量子密碼通信類似，量子安全直接通信的安全性也是由量子力學(xué)中的不確定性關(guān)系和非克隆定理以及糾纏粒子的關(guān)聯(lián)性和非定域性等量子特性來保證的，其安全性體現(xiàn)在竊聽者得不到任何機(jī)密信息。5.1.1量子安全直接通信的基本概念3.與量子密鑰分發(fā)的不同在于，量子密鑰分發(fā)要求能夠檢測(cè)出竊聽者，放棄通信過程就可以了。但量子安全直接通信傳遞的是信息，要求在檢測(cè)到竊聽者之前沒有泄露信息。 可以說，能用于量子安全直接通信的方法一定能用于量子密鑰分發(fā)，反之不然。

5.1.2量子安全直接通信的條件5.1.2量子安全直接通信的條件

量子安全直接通信作為一個(gè)安全的直接通信方式，它具有直接通信和安全通信兩大特點(diǎn)，因而它需要滿足兩個(gè)基本要求：(l)作為合法的接收者Bob，當(dāng)他接收到作為信息載體的量子態(tài)后，應(yīng)該能直接讀出發(fā)送者Alice發(fā)來的機(jī)密信息而不需要與Alice交換額外的經(jīng)典輔助信息。(2)

即使竊聽者Eve監(jiān)聽了量子信道，她也得不到任何機(jī)密信息。

5.1.2量子安全直接通信的條件

判斷一個(gè)量子通信方案是否是一個(gè)真正的量子安全直接通信的四個(gè)基本依據(jù)是：（1）除因安全檢測(cè)的需要而相對(duì)于整個(gè)通信可以忽略的少量的經(jīng)典信息交流外，接收者Bob接收到傳輸?shù)乃辛孔討B(tài)后可以直接讀出機(jī)密信息，原則上對(duì)攜帶機(jī)密信息的量子比特不再需要輔助的經(jīng)典信息交換；（2）即使竊聽者監(jiān)聽了量子信道他也得不到機(jī)密信息，他得到的只是一個(gè)隨機(jī)的結(jié)果，不包含任何機(jī)密信息；（3）通信雙方在機(jī)密信息泄漏前能夠準(zhǔn)確判斷是否有人監(jiān)聽了量子信道；（4）以量子態(tài)作為信息載體的量子數(shù)據(jù)必需以塊狀傳輸。主要內(nèi)容5.2Ping-Pong量子安全直接通信協(xié)議5.2.1

Ping-Pong協(xié)議描述

Ping-Pong協(xié)議是由Bostrom和Felbinger在2002年提出的直接通信協(xié)議，它是以糾纏粒子為信息載體，利用了局域編碼的非局域性進(jìn)行安全通信。假設(shè)Alice為通信的發(fā)送方，Bob為通信的接收方，則每次Bob制備一個(gè)兩光子的最大糾纏態(tài)， 并將A粒子（travelqubit）發(fā)送給Alice，自己保留B粒子（homequbit）。Alice在收到A粒子后，以一定的概率隨機(jī)地選擇控制模式或消息傳輸模式，并對(duì)A粒子進(jìn)行相應(yīng)操作。

5.2.1

Ping-Pong協(xié)議描述圖5.1乒乓協(xié)議的控制模式5.2.1

Ping-Pong協(xié)議描述

如果Alice選擇控制模式，如圖5.1所示，則Alice對(duì)粒子A在基下進(jìn)行測(cè)量，并通過經(jīng)典信道將測(cè)量結(jié)果告訴Bob。Bob在接收到Alice的通知后，對(duì)自己保留的粒子B也在基下進(jìn)行測(cè)量，并將測(cè)量結(jié)果和Alice的測(cè)量結(jié)果進(jìn)行比較。如果Alice和Bob的測(cè)量結(jié)果不相同，則說明不存在竊聽者，繼續(xù)通信；如果Alice和Bob的測(cè)量結(jié)果相同，則說明存在竊聽，此次通信無效。5.2.1

Ping-Pong協(xié)議描述圖5.2乒乓協(xié)議的消息傳輸模式5.2.1

Ping-Pong協(xié)議描述

如果Alice選擇的是消息傳輸模式，如圖5.2所示，Alice根據(jù)要傳遞的信息比特是‘0’或‘1’對(duì)粒子A進(jìn)行相應(yīng)的編碼操作，并將編碼后的A粒子返回給Bob。如果信息比特是‘0’則對(duì)粒子A進(jìn)行操作；如果信息比特是‘1’，則對(duì)粒子A進(jìn)行操作。經(jīng)過Alice對(duì)粒子A的編碼操作后，可得：，(5-1)

其中，

Bob收到Alice返回的粒子A后，對(duì)其和本地保留的粒子B進(jìn)行Bell基聯(lián)合測(cè)量。如果測(cè)量結(jié)果為，則可斷定Alice發(fā)送的信息為‘0’，如果測(cè)量結(jié)果為，則可斷定Alice發(fā)送的信息為‘1’。圖5.3Ping-Pong協(xié)議流程圖5.2.1

Ping-Pong協(xié)議描述Ping-Pong協(xié)議的流程如圖5.3所示，詳細(xì)描述如下：①協(xié)議初始化：n=0。要發(fā)送的信息表示為：，其中。

②。Alice和Bob

設(shè)置為信息模式，Bob準(zhǔn)備兩粒子糾纏態(tài)。③Bob自己保留粒子B（homequbit），將粒子A（travelqubit）通過量子信道發(fā)送給Alice。④Alice接收到粒子A后，以概率c進(jìn)入控制模式，進(jìn)入步驟c.1，否則跳轉(zhuǎn)至步驟m.1。5.2.1

Ping-Pong協(xié)議描述c.1Alice對(duì)travelqubitA在基下進(jìn)行測(cè)量，以1/2的概率得到0或1，將結(jié)果記為i。c.2Alice通過經(jīng)典信道告訴Bob她的測(cè)量結(jié)果。c.3Bob接收到測(cè)量結(jié)果后，也轉(zhuǎn)入控制模式，對(duì)homequbitB在基下進(jìn)行測(cè)量，結(jié)果記為j。c.4

如果則說明有竊聽存在，終止通信。否則，，返回步驟2.5.2.1

Ping-Pong協(xié)議描述m.1定義，。對(duì)于，Alice對(duì)travelqubitA執(zhí)行編碼操作，然后將編碼后的粒子發(fā)送給Bob。m.2Bob接收到travelqubit后，將它和homequbit進(jìn)行聯(lián)合測(cè)量，得到。然后按如下規(guī)則解碼：

(5-2)m.3

如果，則返回步驟2，當(dāng)時(shí)，進(jìn)入步驟5。⑤信息從Alice傳輸?shù)搅薆ob，通信過程結(jié)束。5.2.2Ping-Pong協(xié)議信息泄漏分析5.2.2Ping-Pong協(xié)議信息泄漏分析 由于糾纏態(tài)的特性使得Eve直接竊聽Alice編碼后的粒子得不到任何信息，為了獲得信息，必須在粒子由B到A的過程中進(jìn)行糾纏攻擊，然后在編碼之后進(jìn)行信息提取。 假定Eve借助輔助粒子來進(jìn)行攻擊，圖5.4(a)是Eve的糾纏攻擊量子線路；圖5.4(b)是Eve信息提取攻擊量子線路，其中，(5-3)5.2.2Ping-Pong協(xié)議信息泄漏分析（a）Eve糾纏攻擊量子線路（b）Eve信息提取攻擊量子線路圖5.4Eve的攻擊量子線路5.2.2Ping-Pong協(xié)議信息泄漏分析

在Eve進(jìn)行糾纏攻擊后，粒子A、B以及E組成的系統(tǒng)的狀態(tài)為： 在控制模式下Alice在基下對(duì)粒子A進(jìn)行測(cè)量，Alice測(cè)量結(jié)果為“0”和“1”的概率都是0.5。在Alice測(cè)量結(jié)果為“1”時(shí)，Bob的測(cè)量結(jié)果為“0”的概率是，因此發(fā)現(xiàn)Eve竊聽的概率為：

(5-5)

同理，在Alice測(cè)量結(jié)果為“0”時(shí)，Bob測(cè)量結(jié)果“1”的概率也是。因此在一次控制模式下發(fā)現(xiàn)Eve竊聽的概率為：(5-6)

所以此類攻擊會(huì)帶來錯(cuò)誤率，能夠被發(fā)現(xiàn)。

(5-4)

5.2.2Ping-Pong協(xié)議信息泄漏分析

下面分析此類攻擊竊取的信息量。在消息模式下，Alice以概率

對(duì)粒子A進(jìn)行操作，以概率

對(duì)粒子A進(jìn)行

操作。假定Alice發(fā)送的信息為“1”，則式(5-4)將變?yōu)椋?/p>

(5-7) Eve對(duì)Alice編碼后的粒子A進(jìn)行信息提取攻擊，則(5-7)式將變?yōu)椋?/p>

(5-8)

5.2.2Ping-Pong協(xié)議信息泄漏分析 Eve在基下對(duì)粒子E進(jìn)行測(cè)量，如果測(cè)量結(jié)果為，則可以確定Alice發(fā)送的信息為‘1’；如果Eve的測(cè)量結(jié)果為，則可以確定Alice發(fā)送的信息為‘0’。同時(shí)Eve將截獲的粒子A返回給Bob，Bob收到粒子A后在基下進(jìn)行測(cè)量，也能準(zhǔn)確獲得信息。下面對(duì)Eve能獲取的信息進(jìn)行分析。在Eve進(jìn)行糾纏攻擊后，由式5-4可知Alice每次以0.5的概率得到或者。假定Alice收到的是，則A粒子和Eve的輔助粒子E的密度矩陣為：

(5-9)其中“*”表示共軛。5.2.2Ping-Pong協(xié)議信息泄漏分析以為基，(5-9)式可寫為：

(5-10)Alice對(duì)粒子編碼后，則以概率演化為或者以概率演化為，其中，(5-11)于是Alice編碼后粒子A和E組成的系統(tǒng)的狀態(tài)可以由集合表示。5.2.2Ping-Pong協(xié)議信息泄漏分析Holevo定理給出了Eve能從該集合X中獲取的最大信息的上界為：

(5-12)其中。合理假設(shè)。特征值為：

(5-13)從而。于是

(5-14)將(5-6)式代入上式可得

(5-15)圖5.5給出了Eve在一次中竊聽到信息量和被發(fā)現(xiàn)的概率的關(guān)系。從圖5.5可以看出，在處，Eve可以獲取最大信息量，此時(shí)Eve可以完全確定Alice發(fā)送的信息，因?yàn)榇藭r(shí)和相互正交。從Eve的角度看，Eve希望盡可能的小，從圖5.5可以看出，當(dāng)時(shí)，，這表明當(dāng)Eve選擇操作使自己被發(fā)現(xiàn)的概率為0的同時(shí)，她也將竊聽不到任何信息。Eve的任何有效攻擊都有可能被發(fā)現(xiàn)，竊聽者獲取的信息量和被發(fā)現(xiàn)的概率是相互制約的。圖5.5Eve每次竊聽的信息量和被發(fā)現(xiàn)的概率關(guān)系5.2.2Ping-Pong協(xié)議信息泄漏分析Eve成功竊聽比特信息而不被發(fā)現(xiàn)的概率是：

(5-16)圖5.6-的函數(shù)關(guān)系圖-5.2.2Ping-Pong協(xié)議信息泄漏分析

圖5.6給出了，取不同值時(shí)，I-s的函數(shù)關(guān)系曲線。由圖可看出，越小，雖然Eve成功的概率有所提高，但是Eve只能獲取部分信息，在，時(shí)，Eve成功獲取10bit和20bit的信息的可能性分別為和。

圖5.7I-s的函數(shù)關(guān)系曲線 圖5.7給出了=0.5時(shí)，不同c下，I-s的函數(shù)關(guān)系曲線。由圖可看出，顯然增大控制模式的概率c，Eve成功竊聽的概率大大下降，信道安全性增強(qiáng)，但這以降低傳輸效率為代價(jià)；在，時(shí)，Eve成功獲取10bit和20bit的信息的可能性分別為和。5.2.3Ping-Pong協(xié)議的安全性分析5.2.3Ping-Pong協(xié)議的安全性分析1.此協(xié)議在利用兩粒子的糾纏特性判斷量子信道的安全性時(shí)存在缺陷。假設(shè)在光子由Bob到Alice的傳輸過程中，竊聽者Eve對(duì)光子在基下進(jìn)行測(cè)量，然后根據(jù)測(cè)量結(jié)果制備相同的量子態(tài)發(fā)送給Alice。這樣Alice在基下的測(cè)量結(jié)果就是Eve制備的量子態(tài)，Bob在基下的測(cè)量結(jié)果和Alice的測(cè)量結(jié)果相反，因此不能發(fā)現(xiàn)竊聽者。為了防止此類攻擊，Alice需要在接收到光子后隨機(jī)地選擇Z基或者X基對(duì)travelqubit進(jìn)行測(cè)量，這樣Eve的竊聽肯定會(huì)帶來錯(cuò)誤，從而被發(fā)現(xiàn)。

5.2.3Ping-Pong協(xié)議的安全性分析2. 由于Alice過早地公布是信息模式還是控制模式，因此Eve可以采取如下的攻擊策略：在光子由Bob到Alice的傳輸過程中，Eve不采取任何攻擊措施。在信息模式下，Alice編碼之后,光子要由Alice再傳送給Bob。在這個(gè)過程中，Eve可以進(jìn)行任意的操作來改變量子態(tài)。這樣，Bob對(duì)兩個(gè)粒子的聯(lián)合測(cè)量只能得到一串隨機(jī)數(shù)，不能得到任何有用的信息。這種攻擊策略被稱為拒絕服務(wù)攻擊，竊聽者不試圖獲取任何信息，只是使得接收者不能正確地讀出發(fā)送者發(fā)送的信息。 為了防止此類攻擊，Alice可以在信息比特串中插入部分校驗(yàn)比特。接收方收到光子并測(cè)量之后，發(fā)送者公布校驗(yàn)比特的信息，接收方判斷粒子在Alice到Bob的傳輸過程中是否存在攻擊。如果存在攻擊，則丟棄信息即可，竊聽者也只是擾亂了信息，不能獲得任何有用信息。5.2.3Ping-Pong協(xié)議的安全性分析3．為了防止木馬攻擊，發(fā)送者要在接收裝置前端用濾波片濾除不可見光子，并且隨機(jī)地選取部分光脈沖進(jìn)行光子數(shù)目檢測(cè)，以排除木馬攻擊。4.采用兩個(gè)輔助粒子，在粒子由Bob到Alice的傳輸過程中，通過如下操作：

(5-17)（其中，Hadamard門改變編碼基，SWAP門交換粒子t和x的狀態(tài)，CPBS由控制非門和極化分束器構(gòu)成，極化分束器能夠通過，反射）將這個(gè)四個(gè)粒子構(gòu)成的系統(tǒng)轉(zhuǎn)變成:(5-18)5.2.3Ping-Pong協(xié)議的安全性分析

如果是控制模式，Alice對(duì)粒子t進(jìn)行測(cè)量，可以看出，Alice有一半的概率得不到測(cè)量結(jié)果。在有測(cè)量結(jié)果的情況下，其結(jié)果永遠(yuǎn)與Bob的測(cè)量結(jié)果相反。也就是說，通過Q操作，只會(huì)使得信道的丟失率增大，而不會(huì)帶來錯(cuò)誤。因此僅僅通過測(cè)量結(jié)果的相關(guān)性不能判斷此類攻擊的存在。

如果是信息模式，用j代表Alice要發(fā)送的信息，在Alice執(zhí)行過編碼操作后，光子在由Alice到Bob的傳輸過程中，Eve執(zhí)行操作，可以得到：

(5-19)5.2.3Ping-Pong協(xié)議的安全性分析由于Alice是對(duì)兩個(gè)粒子進(jìn)行聯(lián)合測(cè)量，上式又可以寫成：

(5-20)通過計(jì)算可以得到Eve，Alice和Bob之間的互信息分別為：

(5-21)Alice和Bob之間的錯(cuò)誤率為25%?？梢钥闯鯡ve和Alice的互信息與Alice和Bob的互信息相等，造成了信息的泄露。通過采取額外的U操作，可以改變結(jié)果的不對(duì)稱性，但是會(huì)降低AB之間的互信息。5.2.3Ping-Pong協(xié)議的安全性分析可以看出，通過這種攻擊，在控制模式下不會(huì)帶來錯(cuò)誤，因此不能發(fā)現(xiàn)竊聽；在信息模式下，Eve和Alice之間的互信息在通信效率較低的情況下，會(huì)大于Alice和Bob之間的互信息，造成信息泄露。但是這種攻擊在信息模式下會(huì)帶來25%的錯(cuò)誤率?？梢栽谝l(fā)送的信息中隨機(jī)地加入部分校驗(yàn)序列，通過校驗(yàn)序列的錯(cuò)誤率來判斷是否存在攻擊。但是采取這一措施只能判斷攻擊的存在，不能阻止信息的泄露，因此這是一個(gè)準(zhǔn)安全的通信協(xié)議。

5.2.4Ping-Pong協(xié)議的改進(jìn)5.2.4Ping-Pong協(xié)議的改進(jìn)

通過以上分析，對(duì)乒乓協(xié)議作如下改進(jìn)： 在控制模式下，雙方隨機(jī)地選擇Z基或X基對(duì)量子態(tài)進(jìn)行測(cè)量，以判斷粒子在從Bob到Alice的傳輸過程的安全性；在Alice的接收裝置前端添加濾波片濾除不可見光子，然后以一定概率隨機(jī)地選取部分光脈沖進(jìn)行光子數(shù)目檢測(cè)以排除木馬攻擊；在信息序列中添加部分校驗(yàn)序列，通信完成以后，通過校驗(yàn)序列的錯(cuò)誤率判斷粒子從Alice到Bob的傳輸過程中是否存在攻擊；Alice采用四個(gè)幺正操作來提高編碼效率。 改進(jìn)后的協(xié)議只能增強(qiáng)乒乓協(xié)議的安全性，本質(zhì)上講乒乓協(xié)議是一個(gè)準(zhǔn)安全的量子安全直接通信協(xié)議。由于乒乓協(xié)議是以單個(gè)粒子為單位進(jìn)行傳輸?shù)?，統(tǒng)計(jì)錯(cuò)誤率需要傳輸一定數(shù)目的光子。如果我們通過一定數(shù)目的光子判斷出有攻擊存在，但是此前已經(jīng)傳輸了部分信息，造成了信息的泄露。因此這只是一個(gè)準(zhǔn)安全的量子安全直接通信協(xié)議。主要內(nèi)容5.3基于糾纏光子對(duì)的量子安全直接通信5.3.1兩步量子安全直接通信協(xié)議該方案的原理如圖5.8所示，協(xié)議詳細(xì)描述如下：圖5.8Two-StepQSDC原理示意圖5.3.1兩步量子安全直接通信協(xié)議（1）Alice和Bob將四個(gè)Bell態(tài)、、和分別編碼為經(jīng)典比特00、01、10和11。（2）Alice產(chǎn)生N個(gè)糾纏光子對(duì)，均處于，將這N個(gè)糾纏對(duì)表示為：，下標(biāo)表示光子的順序，A，B分別代表每個(gè)糾纏對(duì)的兩個(gè)粒子。（3）Alice從每個(gè)糾纏對(duì)中拿出一個(gè)粒子，比如組成A序列，其余的粒子組成B序列。將A序列稱為信息序列，B序列稱為檢測(cè)序列。5.3.1兩步量子安全直接通信協(xié)議（4）Alice將檢測(cè)序列發(fā)送給信息接收方Bob，但她仍然控制信息序列A。Bob接收到光子后，隨機(jī)地選取部分光子在Z基或X基下對(duì)光子進(jìn)行測(cè)量，并將結(jié)果和所用的測(cè)量基告訴Alice，Alice也在同樣的測(cè)量基下對(duì)相應(yīng)的粒子A進(jìn)行測(cè)量，通過測(cè)量結(jié)果的相關(guān)性判斷是否存在攻擊。如果錯(cuò)誤率大于門限值，則返回步驟1，否則進(jìn)入下一步。（5）Alice在信息序列中加入部分校驗(yàn)序列，校驗(yàn)序列的數(shù)目不用太大，能夠統(tǒng)計(jì)出量子態(tài)傳輸過程的錯(cuò)誤率即可。然后按照如下規(guī)則對(duì)粒子A進(jìn)行編碼操作：

(5-22)5.3.1兩步量子安全直接通信協(xié)議其中：

(5-23)并將A序列發(fā)送給Bob。（6）Bob接收到A序列后，Alice告訴Bob校驗(yàn)序列的位置和數(shù)值，Bob對(duì)相應(yīng)位置的光子對(duì)進(jìn)行聯(lián)合Bell態(tài)測(cè)量，根據(jù)結(jié)果判斷粒子A傳輸過程中量子信道的安全性。5.3.1兩步量子安全直接通信協(xié)議（7）如果信道不安全，則由于竊聽者只能截取糾纏對(duì)中的一個(gè)粒子，因此她只能擾亂通信，不能得到有用信息，只要放棄通信就可以了，仍然能夠保證信息序列的安全性。如果信道是安全的，則可以對(duì)其他的糾纏對(duì)進(jìn)行聯(lián)合測(cè)量，得到Alice傳遞的信息。（8）Alice和Bob對(duì)獲得消息進(jìn)行糾錯(cuò)。5.3.2協(xié)議分析

此協(xié)議和乒乓協(xié)議相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)：1.采用四種量子幺正操作進(jìn)行編碼，這樣對(duì)糾纏的量子信號(hào)而言，使得編碼容量達(dá)到最大。2.它采用了塊傳輸?shù)乃枷耄诜治龀稣麎K量子態(tài)安全傳輸以后才進(jìn)行編碼操作。在A序列的傳輸過程中竊聽者不能區(qū)分出信息比特和校驗(yàn)比特，她的攻擊肯定會(huì)擾亂校驗(yàn)比特，通過錯(cuò)誤率就能夠發(fā)現(xiàn)攻擊的存在。因此這是一個(gè)安全的量子直接通信協(xié)議。5.3.2協(xié)議分析

此協(xié)議中，在通過第一次安全分析的情況下，由于Eve不能同時(shí)得到糾纏對(duì)的兩個(gè)光子A和B，因此她已經(jīng)無法得到機(jī)密信息。這是糾纏系統(tǒng)的量子比特性質(zhì)局限了她對(duì)機(jī)密信息的竊聽，糾纏量子系統(tǒng)的特性要求Eve只有對(duì)整個(gè)糾纏體系做聯(lián)合測(cè)量才能夠讀出Alice所做的幺正操作。第二次安全性分析主要是為了判斷竊聽者是否在A序列的傳輸過程中破壞了A與B的量子關(guān)聯(lián)性，從而判斷所得到的結(jié)果是否正確。

5.3.3實(shí)現(xiàn)框圖圖5.9利用光學(xué)延遲方法來實(shí)現(xiàn)兩步QSDC的原理圖5.3.3實(shí)現(xiàn)框圖

在實(shí)現(xiàn)上，發(fā)送端和接收端都需要對(duì)量子態(tài)做存儲(chǔ)，考慮到目前量子態(tài)的存儲(chǔ)技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中還不是很成熟，可以用光學(xué)延遲的辦法來實(shí)現(xiàn)兩步的量子安全直接通信協(xié)議。原理如圖5.9所示，其中SR代表光學(xué)延遲線圈，W代表開關(guān)，CE代表為安全檢測(cè)而設(shè)計(jì)的設(shè)備。糾纏序列產(chǎn)生后，信息序列通過延遲線進(jìn)行延遲，檢測(cè)序列通過上行信道傳輸。當(dāng)檢測(cè)序列到達(dá)接收端后，通信雙方通過安全檢測(cè)設(shè)備CE1和CE2進(jìn)行安全性檢測(cè)，其余的通過延遲線進(jìn)行延遲。在通過一塊糾纏光子的傳輸判斷信道安全后，發(fā)送端W1閉合通過CM對(duì)信息序列進(jìn)行編碼操作，之后信息序列沿下行信道發(fā)送給信息接收方。接收方W2閉合，將糾纏粒子對(duì)進(jìn)行聯(lián)合測(cè)量，判斷Alice發(fā)送的信息。主要內(nèi)容5.4基于單光子的量子安全直接通信5.4.1基于單光子的QSDC協(xié)議假設(shè)Alice要將信息傳輸給Bob，其協(xié)議詳細(xì)描述如下：①Bob準(zhǔn)備N個(gè)單光子，這些單光子隨機(jī)地處于下列4個(gè)量子態(tài)之一：