一种基于量子纠缠交换的多点协同传输方案的制作方法

文档序号:11929713阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种基于量子纠缠交换的多点协同传输方案,它包含以下步骤:

步骤1.有通信需求的多个节点N1,N2,…,Nk组建起网络,网络结构如下:相邻节点之间具有EPR纠缠信道,即Ni(2≤i≤k-1)分别与Ni-1和Ni+1具有EPR纠缠信道,N1分别与N2和Nk具有EPR纠缠信道,Nk分别与N1和Nk-1具有EPR纠缠信道;网络节点通过EPR信道首尾相连,形成封闭环状;

步骤2.根据所有节点Ni(1≤i≤k)的通信需求,协商出通信模式,即确定一对多模式或者多对一模式;如果进行一对多模式,则进入步骤3;否则,如果进行多对一模式,进入步骤4;

步骤3.网络执行一对多模式,此模式适用于网络中某个节点Ns(1≤s≤k)需要向其他节点发送消息的场景;将发送消息的节点Ns(1≤s≤k)重新命名为S,剩余节点Ni(1≤i≤k,i≠s)为接收节点,令m=k-1,并将剩余节点Ni(1≤i≤k,i≠s)重新命名为R1,R2,…,Rm;发送者S向接收节点Ri(1≤i≤m)发送的消息长度为2l位,l>0;

步骤4.网络执行多对一模式,该模式适用于只有一个接收节点Nr(1≤r≤k),其余节点Ni(1≤i≤k,i≠r)为发送节点的场景;将该接收节点Nr(1≤r≤k)重新命名为节点R,令m=k-1,将发送节点Ni(1≤i≤k,i≠r)重新命名为S1,S2,…,Sm;每个发送节点Si(1≤i≤m)发送的消息长度为2l位。

2.根据权利要求1所述的一种基于量子纠缠交换的多点协同传输方案,其特征在于:其中步骤3所述的一对多模式的具体执行步骤如下:

步骤3.1.发送节点S准备好和左右相邻节点的各l个EPR纠缠粒子为粒子编号;全部接收节点Ri(1≤i≤m)分别准备好和左右相邻节点的各l个EPR纠缠粒子为粒子编号;

步骤3.2.发送节点S将2l位消息分成l份,每份2位,然后S将每份2位消 息按顺序执行编码操作UX至粒子上,每个编码操作代表2位消息;

步骤3.3.所有接收节点Ri(1≤i≤m)分别对自己的粒子进行Bell测量,得到l份测量结果每个接收节点Ri将自己的全部测量结果按顺序组合成其长度为2l;然后,每个接收节点Ri将各自的进行广播;

步骤3.4.发送节点S对自己的粒子进行Bell测量,得到l份测量结果拼接后得到MS;根据编码操作UX,S将恢复至编码前的状态然后,S对等式 进行检验,其中O2l是全为0组成的长度为2l的序列;如果等式不成立,S终止通信,反之,S广播测量结果MS

步骤3.5.每个接收节点Ri(1≤i≤m)根据全部接收节点广播的测量结果 和S的测量结果MS,得到再通过对比MS和MS′,由得到l个编码操作UX,从而得到S编码的2l位消息;则全部接收节点Ri(1≤i≤m)都获得发送节点S的2l位消息。

3.根据权利要求1所述的一种基于量子纠缠交换的多点协同传输方案,其特征在于:其中步骤4所述的多对一模式的具体实施步骤如下:

步骤4.1.接收节点R准备好和左右相邻节点的各l个EPR纠缠粒子j(1≤j≤ml)为粒子编号;全部发送节点Si(1≤i≤m)分别准备好和左右相邻节点共享的各ml个粒子j(1≤j≤ml)为粒子编号;

步骤4.2.每个发送节点Si(1≤i≤m)分别将自己的2l消息编码至粒子

编码操作为UX;每个编码操作编码2位消息;

步骤4.3.每个发送节点Si(1≤i≤m)对自己的粒子进行Bell测量,得到ml个测量结果组合得到成并将其广播;

步骤4.4.接收节点R接收到所有的后,对自己的粒子 进行Bell测量,得到并组合成MR

步骤4.5.接收节点R通过获得编码前的状态通过在第2(i-1)l+1至2il位上的对比有得到l个编码操作UX,每个UX对应2位消息,则R得到每个Si(1≤i≤m)的各2l位消息。

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