与其多photon(或多粒子)对应物相比,单光子纠缠状态(通常是单粒子纠缠状态(SPE))可以提供一种更安全的编码和处理量子信息的方式。通过2D替代量子步行从最初可分离状态产生的SPE可以是3路或2向纠缠。这封信表明,可以将发电的真实三向和非本地的双向SPE用作加密密钥,以同时安全地编码两个不同的消息。我们详细介绍了消息加密解码步骤,并显示了针对屋顶滴管攻击(如拦截和归纳和中间人)的3向和基于2向SPES的加密协议的弹性。我们还使用单个光子详细介绍了这些方案的实验实现,其中三个自由度是OAM,路径和极化。我们已经证明,协议对量子通信任务具有无条件的安全性。使用常规SPE同时编码两个不同消息的能力展示了提出的加密协议的多功能性和效率。此功能可以显着改善量子通信系统的吞吐量。
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