(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202211177970.X (22)申请日 2022.09.27 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 115276988 A (43)申请公布日 2022.11.01 (73)专利权人 南京大学 地址 210093 江苏省南京市 鼓楼区汉口路 22号 (72)发明人 尹华磊　白峻林　陈增兵　 (74)专利代理 机构 南京华讯知识产权代理事务 所(普通合伙) 32413 专利代理师 仝东凤 (51)Int.Cl. H04L 9/08(2006.01)(56)对比文件 CN 114285549 A,202 2.04.05 CN 114285548 A,202 2.04.05 CN 113225184 A,2021.08.0 6 审查员 陈君 (54)发明名称 一种四强度测量设备 无关密钥分发方法 (57)摘要 本发明公开了一种四强度测量设备无关密 钥分发方法， 本发明针对MDI ‑QKD协议计算码率 过程中估计单光子对增益的过程做出了创新性 设计， 具体的是我们对于来自协议两个信号发送 端相干态的单光子成分做了分别估计， 通过引入 变量的方式， 得到了比原始MDI ‑QKD协议诱骗态 方法更准确的单光子对增益估计， 由于单光子对 增益下限的估计方面优于原始 MDI‑QKD协议诱骗 态方法， 因此本发明协议会 得到更高的安全码率 结果。 权利要求书5页 说明书19页 附图3页 CN 115276988 B 2022.12.09 CN 115276988 B 1.一种四强度测量设备 无关密钥分发方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： （1） 第一发送端与第二发送端分别制备不同光强的量子信号光脉冲作为相干态， 并分 别对各自制备的光脉冲进 行编码调制， 同时第一 发送端与第二发送端记录编码调制下的编 码信息与基矢信息； 之后 将第一发送端与第二 发送端制备的光脉冲发送给测量端； 其中， 光 脉冲的光强在 中选择， 光强选择的概率满足关系 ， 表示发送 光强的概率， 表示发送 光强的概率， 表示发送 光强的概率， 表示发送 光强的概率； 第一发送端和第二发送端将光强0的脉冲作为真空态， 光强 的 脉冲作为信号态， 光强 和 的脉冲作为诱骗态， 并标记信号态光强 和诱骗态光强 在用于进行成码的Z基矢中， 诱骗态光强 在用于估计相位 错误率的X基矢中； （2） 测量端对来自第一发送端和第二发送端的光脉冲进行干涉测量， 并选择有效时刻， 记录有效时刻下的响应探测器和响应发生时刻； （3） 重复进行步骤 （1） 和步骤 （2） 多次， 分发完成后测量端公布自己有效时刻记录下的 响应探测器和响应发生时刻， 并公布其所有探测器的测量结果； 之后第一发送端和第二发 送端各自公布在各个响应发生时刻相干态在调制下的基矢信息； 第一发送端和 第二发送端 根据测量端公布的数据与各自公布的基矢信息， 在取相同基矢的情况下形成各自基矢下的 原始密钥串； 当第一发送端与第二 发送端在 Z基矢下发送光脉冲信号， 测量端测量结果为量 子态 时； 或第一发送端与第二发送端在Z基矢下发送光脉冲信号， 测量端测量结果为 量子态 时； 或第一发送端与第二发送端在 X基矢下发送光脉冲信号， 测量端测量结果 为量子态 时， 第二发送端会 对相应时刻基矢下的编码信息进行翻转； （4） 第一发送端和第二发送端进行增益与量子比特错误率的估计， 若所估计的增益与 量子比特错误率符合 成码率的要求， 则继续协 议； 否则放弃协 议并重新进 行步骤 （1） 至步骤 （3） ； （5） 第一发送端和第二发送端 进行纠错与隐私放大并生成最终的安全密钥； 其中， 所述 步骤 （4） 中进行增益与量子比特错 误率的估计具体过程 为： S1： 首先引入第一发送端发送光子数态而第二发送端继续发送相干态 的变量增益， 即 对原本的 过程， 引入变量 ， 从而有： ； 其中， 表示第 一发 送 端发 送的 光强 ， ； 表示 第二发 送 端发 送的 光强 ， ； 表示Z基矢下， 第一发送端发送 光强量子信号光脉冲， 第二 发送端发送 光强量子信号光脉冲的事件增益； 表示第一发送端发送的光子数态， 表示第二发送端发送的光子数态； 表示Z基矢下， 第一发送端发送 光子数态， 第二权　利　要　求　书 1/5 页 2 CN 115276988 B 2发送端发送 光强量子信号光脉冲的事件增益； 表示Z基矢下， 第一发送端发送 光 子数态， 第二发送端发送 光子数态的事 件增益； S 2 ：基 于 S 1 的 变 量 增 益 ，采 用 诱 骗 态 估 计 单 光 子 增 益 的 方 法 对 估计单光子对增益的下限， 接着估计 变 量 的 上 下 界 ，得 到 ， 和 ； 其中， *表示期望值， 上下横线 分别表示上下限， 表示Z基矢下， 第一发送端和第二发送端均发送单光子的事件增益期 望值下限； S3： 引入第一发送端发送相干态而第二发送端发送光子数态的变量增益， 即对原本的 过程， 引入变量 ， 从而有： ； 其中， 表 示Z基矢下， 第一发送端发送 光强量子信号光脉冲， 第二发送端发送 光子数态的事 件增益； S 4 ：基 于 S 3 的 变 量 增 益 ，采 用 诱 骗 态 估 计 单 光 子 增 益 的 方 法 对 估计单光子对增益的下限， 接着估计 变 量 的 上 下 界 ，得 到 ， 和 ； S5： 将步骤S2中的 ， 和 带入 中得到第一单光子对增益下限的估计 不等式； 将步骤S4中的 ， 和 带入权　利　要　求　书 2/5 页 3 CN 115276988 B 3