BB84协议

BB84协议

在光学系统中QKD 协议是通过四种量子态来传输信息的。该方案的实施是靠经典信道和量子信道两个信道来实现的,其中前者的作用是使Alice 和Bob 进行通信密码的协商,也就是在该信道上传递控制信息;后者的作用是使Alice 和Bob 双方进行量子通信。其量子通信系统如下图所示:

BB84协议

图3.1 基于BB84协议的量子通信系统

在光系统中,BB84协议使用四个光子的偏振态来传输信息,这四个量子态又可以分成相互非正交的两组,而且每组中的两个光子的偏振态是正交的同时这两组又是相互共轭的。如果是单光子通信系统,则这四个量子态分别为光子的水平偏振态>H |(记作→)、垂直偏振态>V |(记作↑)、4π

偏振方向的偏振态>P |(记作↗)、4

π-偏振方向的偏振态>N |(记作↘)。其中,前两个态为一组测量基,后两个态为一组测量基。当发送方Alice 与Bob 进行通信时,不是只使用某一组测量基,而是按照一定的概率同时使用两组基。BB84协议的工作过程如下:

第一阶段 量子通信

1) Alice 从四种偏振态中随机选择发送给Bob 。

2) 接收者Bob 接受信息发送方Alice 传输的信息,并从两组测量基中随机选择一个对接收到的光子的偏振态进行测量。

第二阶段 经典通信

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