(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210927254.2 (22)申请日 2022.08.03 (71)申请人 国网福建省电力有限公司 地址 350003 福建省福州市 鼓楼区五四路 257号 申请人 国网福建省电力有限公司信息通信 分公司　 南京南瑞信息通信科技有限公司 　 南京南瑞国盾量子技 术有限公司 (72)发明人 王晟　陈泽文　周晓东　赵高峰　 冯宝　卞宇翔　倪文书　李源灏　 张昊　张天兵　贾玮　孙圣武　 郭子昕　吕超　曹委　 (74)专利代理 机构 福州元创专利商标代理有限 公司 35100 专利代理师 张灯灿　蔡学俊(51)Int.Cl. H04L 9/08(2006.01) H04B 10/50(2013.01) H04B 10/54(2013.01) H04B 10/556(2013.01) H04B 10/66(2013.01) H04B 10/70(2013.01) (54)发明名称 具有损耗容忍的参考系和测量设备无关量 子密钥分发方法 (57)摘要 本发明涉及一种具有损耗容忍的参考系和 测量设备无关量子密钥分发方法， 该方法以四强 度诱骗态， 结合损耗容忍方案， 以解决实际场景 中态制备缺陷所带来的影 响， 同时将调制误差和 统计起伏均考虑 在内， 且系统复杂度低。 权利要求书2页 说明书5页 附图1页 CN 115361118 A 2022.11.18 CN 115361118 A 1.一种具有损耗容忍的参考系和测量设备无关量子密钥分发方法， 其特征在于， 该方 法以四强度诱骗态， 结合损耗容忍方案， 以解决实际场景中态制备缺陷所带来的影响， 同时 将调制误差和统计起伏均考虑 在内。 2.根据权利要求1所述的具有损耗容忍 的参考系和测量设备无关量子密钥分发方法， 其特征在于， 采用四强度诱骗态的RFI ‑MDI QKD协议， 其中信号态 μ只制备在Z基， 其余两种 诱骗态v和w， 制备在Z基、 X基和Y基上， 且其概率分别为0.5、 0.25和0.25， 其余相关概率和强 度均针对实际系统参数进行优化。 3.根据权利要求2所述的具有损耗容忍 的参考系和测量设备无关量子密钥分发方法， 其特征在于， 通过额外应用损耗容忍方案， RFI ‑MDI QKD系统只需假设制备好的量子光是在 二维态空间内的， 且由于参考系和测量设备双无关协议的特性， 免于参考系的校准和探测 段的侧信道漏洞， 进 而简化系统要求。 4.根据权利要求3所述的具有损耗容忍 的参考系和测量设备无关量子密钥分发方法， 其特征在于， 包括以下步骤： (1)发送端Alice和接收端Bob调制相位随机的弱相干源， 并从{ μ,v,w,o}集合之中选择 强度l和r， 并且其相应的概 率为Pl和Pr； 其中， 信号态μ只制备在Z基， 其余两种诱骗态v和w， 制 备在Z基、 X基和Y基上， 且其概率 分别为0.5、 0.25和0.25； 信号态仅需要负责密钥生成， 而诱骗态两个强度用来进行参数的 估计； 通过采用损耗容忍方案， 容忍态制备误差， 且Alice和Bob分别只需制备 四种态， 这些二 维态表示为： 其中{δ1, δ2,..., δ8, θ1, θ2, θ3, θ4}代表制备态缺陷， β 是Alice和Bob参考系 之间的偏转 角， 下标A和B分别代 表Alice和Bob各自的量子态；权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115361118 A 2(2)不受信任的第三方在收到Al ice和Bob的脉冲之后， 进行贝尔态测量； (3)在收集了足够的数据之后， 通过第三方的公开信息， Alice和Bob得到计数率 和误 差率 其中， l和r 表示Alice和Bob选择的强度， ξ代 表{X,Y,Z} 中成对的基矢组合； (4)Alice和Bob进行包括 参数估计、 纠错和隐私放大的步骤， 最后得到安全密钥。 5.根据权利要求4所述的具有损耗容忍 的参考系和测量设备无关量子密钥分发方法， 其特征在于， RFI ‑MDI QKD协议的密钥率R估算方式表示 为： 其中e‑μμ是发射端信号强度为 μ时的单光子概率， 是单光子计数率， 和 分别 代表ZZ基下总增益和错 误率； IAE代表Eve的窃听信息， 其表示 为： 其中： 其中 是ZZ基下的单光子误码率， H2(x)是二进制 香农熵函数， 表示为H2(x)＝‑xlog2 (x)‑(1‑x)log2(1‑x)； C是中间变量， 其取决于{X X,XY,YX,Y Y}基下的单光子误码率： 通过采用损耗 容忍方案， 可通过虚构的态 和 来确定， 即： 其中 是当Alice在α 基上制备比特j， 同时Bob在 χ基上制备比特s时的虚拟态增益， 其下限和上限通过使用诱骗态方案来估算； 进行保守估计， 公式(7)改写为： 权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115361118 A 3