利用单光子双量子比特态的安全通信

我们提出了一种确定性的密码学方案：Alice 向 Bob 发送单光子，每一个被探测到的光子都提供一个密钥比特——没有光子被浪费。这与其他方案形成鲜明对比，在其他方案中，随机过程决定下一个发送的光子是否会对密钥做出贡献。这种确定性是通过将光子制备在双量子比特态中实现的，而不是传统方案中使用的单量子比特态。特别地，我们考虑了现实情况，其中一个量子比特是光子偏振，另一个是空间选择。此外，我们展示了如何利用这种确定性特性进行直接安全通信，即：无需首先建立共享密钥。