<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD Journal Publishing DTD v2.3 20070202//EN" "journalpublishing.dtd">
<article article-type="research-article" dtd-version="2.3" xml:lang="EN" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink">
<front>
<journal-meta>
<journal-id journal-id-type="publisher-id">Front. Phys.</journal-id>
<journal-title>Frontiers in Physics</journal-title>
<abbrev-journal-title abbrev-type="pubmed">Front. Phys.</abbrev-journal-title>
<issn pub-type="epub">2296-424X</issn>
<publisher>
<publisher-name>Frontiers Media S.A.</publisher-name>
</publisher>
</journal-meta>
<article-meta>
<article-id pub-id-type="publisher-id">875441</article-id>
<article-id pub-id-type="doi">10.3389/fphy.2022.875441</article-id>
<article-categories>
<subj-group subj-group-type="heading">
<subject>Physics</subject>
<subj-group>
<subject>Original Research</subject>
</subj-group>
</subj-group>
</article-categories>
<title-group>
<article-title>Controlled Quantum Secure Direct Communication Based on Four-Qubit Cluster States and Quantum Search Algorithm</article-title>
<alt-title alt-title-type="left-running-head">Yang et al.</alt-title>
<alt-title alt-title-type="right-running-head">Quantum Secure Direct Communication</alt-title>
</title-group>
<contrib-group>
<contrib contrib-type="author">
<name>
<surname>Yang</surname>
<given-names>You-Feng</given-names>
</name>
<uri xlink:href="https://loop.frontiersin.org/people/1674626/overview"/>
</contrib>
<contrib contrib-type="author" corresp="yes">
<name>
<surname>Duan</surname>
<given-names>Long-Zhen</given-names>
</name>
<xref ref-type="corresp" rid="c001">&#x2a;</xref>
</contrib>
<contrib contrib-type="author">
<name>
<surname>Qiu</surname>
<given-names>Tao-Rong</given-names>
</name>
</contrib>
<contrib contrib-type="author">
<name>
<surname>Xie</surname>
<given-names>Xu-Ming</given-names>
</name>
</contrib>
</contrib-group>
<aff>
<institution>School of Mathematics and Computer Sciences</institution>, <institution>Nanchang University</institution>, <addr-line>Nanchang</addr-line>, <country>China</country>
</aff>
<author-notes>
<fn fn-type="edited-by">
<p>
<bold>Edited by:</bold> <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://loop.frontiersin.org/people/1083309/overview">Raju Valivarthi</ext-link>, California Institute of Technology, United States</p>
</fn>
<fn fn-type="edited-by">
<p>
<bold>Reviewed by:</bold> <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://loop.frontiersin.org/people/1286380/overview">Che-Ming Li</ext-link>, National Cheng Kung University, Taiwan</p>
<p>
<ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://loop.frontiersin.org/people/1432488/overview">Gui-Lu Long</ext-link>, Tsinghua University, China</p>
</fn>
<corresp id="c001">&#x2a;Correspondence: Long-Zhen Duan, <email>lzhduan@126.com</email>
</corresp>
<fn fn-type="other">
<p>This article was submitted to Quantum Engineering and Technology, a section of the journal Frontiers in Physics</p>
</fn>
</author-notes>
<pub-date pub-type="epub">
<day>25</day>
<month>05</month>
<year>2022</year>
</pub-date>
<pub-date pub-type="collection">
<year>2022</year>
</pub-date>
<volume>10</volume>
<elocation-id>875441</elocation-id>
<history>
<date date-type="received">
<day>14</day>
<month>02</month>
<year>2022</year>
</date>
<date date-type="accepted">
<day>29</day>
<month>04</month>
<year>2022</year>
</date>
</history>
<permissions>
<copyright-statement>Copyright &#xa9; 2022 Yang, Duan, Qiu and Xie.</copyright-statement>
<copyright-year>2022</copyright-year>
<copyright-holder>Yang, Duan, Qiu and Xie</copyright-holder>
<license xlink:href="http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/">
<p>This is an open-access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution License (CC BY). The use, distribution or reproduction in other forums is permitted, provided the original author(s) and the copyright owner(s) are credited and that the original publication in this journal is cited, in accordance with accepted academic practice. No use, distribution or reproduction is permitted which does not comply with these terms.</p>
</license>
</permissions>
<abstract>
<p>A controlled quantum secure direct communication protocol based on four-qubit cluster states and quantum search algorithm is put forward, in which four users, a sender, a receiver and two controllers, are involved in achieving the secure transmission of secret message. The four-qubit cluster state can ensure the feasibility and security of the protocol because of its large persistency of entanglement. Meanwhile, the idea of quantum search algorithm is used to accomplish the task of encoding and decoding secret message. The proposed protocol can successfully avoid the information leakage problem and resist some common attacks including the outsider attacks and the internal attacks, and its qubit efficiency is up to 20%. Furthermore, compared with the previous quantum secure direct communication protocols, it can effectively resist the attacks from the dishonest receiver.</p>
</abstract>
<kwd-group>
<kwd>security</kwd>
<kwd>cluster states</kwd>
<kwd>quantum communication</kwd>
<kwd>quantum search algorithm</kwd>
<kwd>controlled quantum secure direct communication</kwd>
</kwd-group>
<contract-sponsor id="cn001">National Natural Science Foundation of China<named-content content-type="fundref-id">10.13039/501100001809</named-content>
</contract-sponsor>
</article-meta>
</front>
<body>
<sec id="s1">
<title>1 Introduction</title>
<p>Quantum key distribution (QKD) protocol was first proposed by Bennett and Brassard in 1984, in which two remote authorized users can create a shared private key [<xref ref-type="bibr" rid="B1">1</xref>]. The security of QKD protocol was theoretically proven in [<xref ref-type="bibr" rid="B2">2</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B3">3</xref>]. Afterwards, this topic has attracted the focus of many scholars so that some interesting branches of QKD have been built, such as quantum teleportation (QT) [<xref ref-type="bibr" rid="B4">4</xref>], quantum secret sharing (QSS) [<xref ref-type="bibr" rid="B5">5</xref>], and quantum secure direct communication (QSDC) [<xref ref-type="bibr" rid="B6">6</xref>], etc. Different from QKD, QSDC is to transmit the secret directly through a quantum channel without establishing a random key to encrypt and decrypt them beforehand. In 2000, Long and Liu proposed the first QSDC protocol (LL00 protocol), in which the strategy of quantum block transmission was exploited to settle the problem of information leakage for the first time [<xref ref-type="bibr" rid="B6">6</xref>]. In 2002, Bostr&#xf6;m and Felbinger put forward a ping-pong QSDC protocol employing EPR pairs as the information carriers [<xref ref-type="bibr" rid="B7">7</xref>], which was insecure in a noisy quantum channel as shown by W&#xf3;jcik [<xref ref-type="bibr" rid="B8">8</xref>]. Deng et al. presented a two-step quantum direct communication protocol based on EPR pairs, which clearly stated the definition and basic requirements of QSDC [<xref ref-type="bibr" rid="B9">9</xref>]. Hereafter, a number of QSDC protocols have been constructed based on non-entangled quantum states [<xref ref-type="bibr" rid="B10">10</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B11">11</xref>] or entangled quantum states [<xref ref-type="bibr" rid="B12">12</xref>&#x2013;<xref ref-type="bibr" rid="B17">17</xref>]. To better control QSDC protocol, the first controlled QSDC (CQSDC) was proposed in 2005, where a controller is added to supervise the secure communication between a sender and a receiver [<xref ref-type="bibr" rid="B18">18</xref>]. Subsequently, some CQSDC protocols have been developed constantly, where the communication is controlled by at least one controller [<xref ref-type="bibr" rid="B19">19</xref>&#x2013;<xref ref-type="bibr" rid="B25">25</xref>]. Quantitative security analysis of QSDC has completed using Wyner&#x2019;s wiretap channel theory in Refs. [<xref ref-type="bibr" rid="B26">26</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B27">27</xref>]. The previous protocols need the use of quantum memory [<xref ref-type="bibr" rid="B6">6</xref>&#x2013;<xref ref-type="bibr" rid="B25">25</xref>]. Regretfully, no practical quantum memory exists, so the quantum-memory-free technique has been developed [<xref ref-type="bibr" rid="B28">28</xref>] to make QSDC protocols be implemented without quantum memory. To counter this adverse effect of high noise and high loss in a realistic environment, a classical coding scheme was presented, which causes the secure channel capacity to be small, and a practical prototype based on the DL04 protocol [<xref ref-type="bibr" rid="B10">10</xref>] has been established [<xref ref-type="bibr" rid="B27">27</xref>]. The issue of small channel capacity can be solved by INCUM technique [<xref ref-type="bibr" rid="B29">29</xref>]. Moreover, measurement-device-independent QSDC [<xref ref-type="bibr" rid="B30">30</xref>&#x2013;<xref ref-type="bibr" rid="B32">32</xref>], device-independent QSDC [<xref ref-type="bibr" rid="B33">33</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B34">34</xref>], detector-device-independent QSDC [<xref ref-type="bibr" rid="B35">35</xref>] and full Bell-basis QSDC [<xref ref-type="bibr" rid="B36">36</xref>] have further advanced the development of QSDC. Some progress has been made experimentally. Proof-of-principle experiments of the DL04 protocol was completed in 2016 [<xref ref-type="bibr" rid="B37">37</xref>], experimental demonstration of QSDC with state-of-the-art atomic quantum memory [<xref ref-type="bibr" rid="B38">38</xref>] and long-distance QSDC experiment [<xref ref-type="bibr" rid="B39">39</xref>] were presented in 2017. Recently, the applications of QSDC have been reported [<xref ref-type="bibr" rid="B40">40</xref>&#x2013;<xref ref-type="bibr" rid="B42">42</xref>]. Reference [<xref ref-type="bibr" rid="B40">40</xref>] demonstrated the feasibility of QSDC over GEO satellite, and the application of QSDC in both 6G [<xref ref-type="bibr" rid="B41">41</xref>] and secure quantum network [<xref ref-type="bibr" rid="B42">42</xref>] were studied.</p>
<p>Nowadays, another research hotspot is quantum search algorithm (QSA), put forward by Grover in 1996, which can find a marked item with very high probability from an unsorted database with size <inline-formula id="inf1">
<mml:math id="m1">
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula> with a quadratic speedup compared with other famous classical algorithms [<xref ref-type="bibr" rid="B43">43</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B44">44</xref>]. QSA is mainly applied in computing, and it has been introduced into quantum cryptography in recent years, including quantum private comparison [<xref ref-type="bibr" rid="B45">45</xref>], quantum secret sharing [<xref ref-type="bibr" rid="B46">46</xref>], quantum key agreement (QKA) [<xref ref-type="bibr" rid="B47">47</xref>] and quantum secure direct communication [<xref ref-type="bibr" rid="B48">48</xref>&#x2013;<xref ref-type="bibr" rid="B51">51</xref>]. In 2010, Wang et al. applied QSA to build a QSDC protocol, which was the first combination of QSDC and QSA [<xref ref-type="bibr" rid="B48">48</xref>]. Later, two CQSDC protocols based on QSA were proposed [<xref ref-type="bibr" rid="B49">49</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B50">50</xref>]. In 2020, Yin et al. proposed a controlled bidirectional QSDC protocol with QSA [<xref ref-type="bibr" rid="B51">51</xref>]. The cluster states, first introduced by Briegel and Raussendorf, qualify some properties of robust against decoherence [<xref ref-type="bibr" rid="B52">52</xref>] and easily being processed by a one-way quantum computer [<xref ref-type="bibr" rid="B53">53</xref>]. Moreover, the four-qubit cluster state with large persistency of entanglement [<xref ref-type="bibr" rid="B52">52</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B54">54</xref>] is a form of cluster states, which can be generated experimentally [<xref ref-type="bibr" rid="B55">55</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B56">56</xref>]. So far, there has not been a combination of four-qubit cluster states and quantum search algorithm to achieve controlled quantum secure direct communication. To focus on the research of CQSDC with four-qubit cluster states and QSA can be worthwhile exploring.</p>
<p>In this paper, a novel controlled quantum secure direct communication protocol with four-qubit cluster states and quantum search algorithm is proposed. The sender Alice and the receiver Bob can successfully achieve the transmission of secret message with the qubit efficiency of 20% with the help of two controllers (Charlie 1, and Charlie 2) without any information leakage. Furthermore, the proposed protocol can not only resist some common attacks but also find the vicious behavior from the attackers. In addition, the proposed protocol outperforms the existing ones in terms of resisting the internal attacks.</p>
<p>The rest of the paper is organized as follows. <xref ref-type="sec" rid="s2">Section 2</xref> introduces QSA with two-qubit system briefly. An efficient CQSDC protocol based on four-particle cluster states and QSA is depicted in Sec.3. <xref ref-type="sec" rid="s4">Section 4</xref> analyzes the security of the proposed CQSDC protocol under various attacks. A performance comparison is shown in <xref ref-type="sec" rid="s5">Section 5</xref>. Finally, the concluding remarks appear in <xref ref-type="sec" rid="s6">Section 6</xref>.</p>
</sec>
<sec id="s2">
<title>2 Review of Grover&#x2019;s Search Algorithm</title>
<p>We briefly review Grover&#x2019;s search algorithm in this section [<xref ref-type="bibr" rid="B43">43</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B44">44</xref>]. Assume that we want to search for a marked state <inline-formula id="inf2">
<mml:math id="m2">
<mml:mi>w</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula> belonging to the set <inline-formula id="inf3">
<mml:math id="m3">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>{</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>00</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>01</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>10</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>11</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>}</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. The database can be considered as a two-qubit quantum system, and its initial state is described as <inline-formula id="inf4">
<mml:math id="m4">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>00</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>01</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>10</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>11</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, where <inline-formula id="inf5">
<mml:math id="m5">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msqrt>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msqrt>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. QSA consists of two unitary operators <inline-formula id="inf6">
<mml:math id="m6">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>U</mml:mi>
<mml:mi>w</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf7">
<mml:math id="m7">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>U</mml:mi>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, which can be expressed as follows:<disp-formula id="e1">
<mml:math id="m8">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>U</mml:mi>
<mml:mi>w</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>I</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mi>w</mml:mi>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2329;</mml:mo>
<mml:mi>w</mml:mi>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(1)</label>
</disp-formula>
<disp-formula id="e2">
<mml:math id="m9">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>U</mml:mi>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2329;</mml:mo>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>I</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(2)</label>
</disp-formula>Where <inline-formula id="inf8">
<mml:math id="m10">
<mml:mi>I</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula> means the identity operator.</p>
<p>Two operators in <xref ref-type="disp-formula" rid="e1">Eqs. 1</xref>, <xref ref-type="disp-formula" rid="e2">2</xref> are orderly conducted on initial state <inline-formula id="inf9">
<mml:math id="m11">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>.<disp-formula id="e3">
<mml:math id="m12">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>U</mml:mi>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mi>U</mml:mi>
<mml:mi>w</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mi>w</mml:mi>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(3)</label>
</disp-formula>Where <inline-formula id="inf10">
<mml:math id="m13">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. For example, assume that the marked state <inline-formula id="inf11">
<mml:math id="m14">
<mml:mi>w</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula> is <inline-formula id="inf12">
<mml:math id="m15">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>11</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. According to Eq. (3), <inline-formula id="inf13">
<mml:math id="m16">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>U</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>11</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is first operated on <inline-formula id="inf14">
<mml:math id="m17">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>.<disp-formula id="e4">
<mml:math id="m18">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>U</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>11</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>00</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>01</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>10</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>11</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(4)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>Subsequently, the operator <inline-formula id="inf15">
<mml:math id="m19">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>U</mml:mi>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is performed on <inline-formula id="inf16">
<mml:math id="m20">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>.<disp-formula id="e5">
<mml:math id="m21">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>U</mml:mi>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>11</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(5)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>Lastly, the marked state can be found with <inline-formula id="inf17">
<mml:math id="m22">
<mml:mi>Z</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula>-basis <inline-formula id="inf18">
<mml:math id="m23">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>{</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>}</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> measurement with a 100% probability of success.</p>
</sec>
<sec id="s3">
<title>3 Description of the Proposed CQSDC Protocol</title>
<p>The CQSDC protocol, involving a honest sender Alice, a receiver Bob, and two controllers Charlie 1 and Charlie 2, employs four-particle cluster states and quantum search algorithm, which is presented in this section. If Alice is dishonest, the protocol doesn&#x2019;t make any sense since the secret message is always known to Alice. Hence, let Alice be honest. Suppose that the secret message from Alice to Bob is a binary bit sequence <inline-formula id="inf19">
<mml:math id="m24">
<mml:mrow>
<mml:mi>w</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>{</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>w</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>}</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, where <inline-formula id="inf20">
<mml:math id="m25">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>w</mml:mi>
<mml:mtext>i</mml:mtext>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>{</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>00,01,10,11</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>}</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. Simultaneously, Alice and Bob share a binary identity sequence <inline-formula id="inf21">
<mml:math id="m26">
<mml:mrow>
<mml:mtext>ID</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> with length <inline-formula id="inf22">
<mml:math id="m27">
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula> distributed through an absolutely secure QKD [<xref ref-type="bibr" rid="B57">57</xref>]. Here, we assume the quantum channel is ideal. The proposed CQSDC protocol is executed in the following steps and clearly illustrated in <xref ref-type="fig" rid="F1">Figure 1</xref>.</p>
<fig id="F1" position="float">
<label>FIGURE 1</label>
<caption>
<p>The executing process of the whole communication protocol. SPM denotes single-particle measurements with <inline-formula id="inf23">
<mml:math id="m28">
<mml:mi>Z</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula>-basis.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="fphy-10-875441-g001.tif"/>
</fig>
<sec id="s3-1">
<title>3.1 Step 1 Preparation Phase</title>
<p>Alice generates <inline-formula id="inf24">
<mml:math id="m29">
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula> ordered four-particle cluster states <inline-formula id="inf25">
<mml:math id="m30">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1234</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> randomly in one of sixteen four-particle cluster states (see <xref ref-type="disp-formula" rid="e6">Eqn. 6</xref>), which can be denoted as<inline-formula id="inf26">
<mml:math id="m31">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mi>A</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>{</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>&#x2026;</mml:mo>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>}</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, where the subscripts denote the order of four-particle entanglement states. Subsequently, Alice selects the first photon from each cluster state <inline-formula id="inf27">
<mml:math id="m32">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1234</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> to form an ordered sequence <inline-formula id="inf28">
<mml:math id="m33">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>{</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>&#x2026;</mml:mo>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>}</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and the second and the third photons to construct sequence</p>
<p>
<inline-formula id="inf29">
<mml:math id="m34">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>23</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>{</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>23</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>}</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>{</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>&#x2026;</mml:mo>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>}</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, and all the rest partner photons composes a sequence <inline-formula id="inf30">
<mml:math id="m35">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>{</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>&#x2026;</mml:mo>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>}</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. In the following, Alice prepares <inline-formula id="inf31">
<mml:math id="m36">
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mi mathvariant="normal">mN</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> decoy photons <inline-formula id="inf32">
<mml:math id="m37">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> randomly selected from the set <inline-formula id="inf33">
<mml:math id="m38">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>{</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mtext>0</mml:mtext>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mtext>,</mml:mtext>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mtext>,</mml:mtext>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mtext>,</mml:mtext>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>}</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, where <inline-formula id="inf34">
<mml:math id="m39">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mo>&#xb1;</mml:mo>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msqrt>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msqrt>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#xb1;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, and inserts them in random positions into Sequences <inline-formula id="inf35">
<mml:math id="m40">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf36">
<mml:math id="m41">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> obtaining two new Sequences <inline-formula id="inf37">
<mml:math id="m42">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x27;</mml:mo>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf38">
<mml:math id="m43">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:mo>&#x27;</mml:mo>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, respectively, [<xref ref-type="bibr" rid="B58">58</xref>]. Alice records the initial state and corresponding position of each checking photon in Sequences <inline-formula id="inf39">
<mml:math id="m44">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x27;</mml:mo>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf40">
<mml:math id="m45">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:mo>&#x27;</mml:mo>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. Finally, Alice sends <inline-formula id="inf41">
<mml:math id="m46">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x27;</mml:mo>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf42">
<mml:math id="m47">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:mo>&#x27;</mml:mo>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> to Charlie 1 and Charlie 2 through a quantum channel, respectively.<disp-formula id="e6">
<mml:math id="m48">
<mml:mtable columnalign="left">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>0000</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>0011</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1100</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1111</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>0000</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>0011</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1100</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1111</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>0000</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>0011</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1100</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1111</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>0000</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>0011</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1100</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1111</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>0001</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>0010</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1101</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1110</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mn>5</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>0001</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>0010</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1101</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1110</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mn>6</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>0001</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>0010</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1101</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1110</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mn>7</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>0001</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>0010</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1101</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1110</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mn>8</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>0100</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>0111</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1000</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1011</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mn>9</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>0100</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>0111</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1000</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1011</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>10</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>0100</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>0111</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1000</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1011</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>11</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>0100</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>0111</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1000</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1011</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>12</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>0101</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>0110</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1001</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1010</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>13</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>0101</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>0110</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1001</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1010</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>14</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>0101</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>0110</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1001</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1010</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>15</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>0101</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>0110</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1001</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1010</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>.</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mn>6</mml:mn>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:math>
<label>
</label>
</disp-formula>
<inline-formula id="inf43">
<mml:math id="m49">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> can be evolved into any of four-qubit cluster states in <xref ref-type="disp-formula" rid="e6">Eqn. 6</xref> if just two suitable unitary operations selected from Pauli matrix set <inline-formula id="inf44">
<mml:math id="m50">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>{</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>I</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>X</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>Y</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>}</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> are performed on particles 1 and 3 of <inline-formula id="inf45">
<mml:math id="m51">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, respectively, where <inline-formula id="inf46">
<mml:math id="m52">
<mml:mrow>
<mml:mi>I</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2329;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2329;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf47">
<mml:math id="m53">
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2329;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2329;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf48">
<mml:math id="m54">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">iY</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2329;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2329;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf49">
<mml:math id="m55">
<mml:mrow>
<mml:mi>Z</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2329;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2329;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>.</p>
</sec>
<sec id="s3-2">
<title>3.2 Step 2 Security Checking Phase 1</title>
<p>After confirming that Charlie 1 has received sequence <inline-formula id="inf50">
<mml:math id="m56">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x27;</mml:mo>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, Alice announces the positions and the preparation bases of all the decoy photons in sequence <inline-formula id="inf51">
<mml:math id="m57">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x27;</mml:mo>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> to Charlie 1 through a public classical channel. Charlie 1 measures each decoy photon based on the corresponding preparation basis published by Alice and tells the measurement results to Alice. Alice then computes the error rate by comparing the initial states with the measurement results of the decoy photons. If the error rate exceeds the limit they preset beforehand, they announce that the communication channels are not secure and terminate the communication protocol. Meanwhile, Charlie 2 will do an analogous security checking with Alice. When two security checking processes are secure, they continue with the protocol.</p>
</sec>
<sec id="s3-3">
<title>3.3 Step 3 Encoding Phase</title>
<p>After checking the security of transmission above, Alice then encodes the secret message <inline-formula id="inf52">
<mml:math id="m58">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>w</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> into the <inline-formula id="inf53">
<mml:math id="m59">
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula> th two-qubit state in <inline-formula id="inf54">
<mml:math id="m60">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>23</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> by making the unitary operation <inline-formula id="inf55">
<mml:math id="m61">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>U</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>w</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> based on the encoding rules shown in <xref ref-type="table" rid="T1">Table 1</xref>. The encoding process can be expressed as,<disp-formula id="e7">
<mml:math id="m62">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>23</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x27;</mml:mo>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>{</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>U</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>w</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msubsup>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>23</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>}</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(7)</label>
</disp-formula>Where <inline-formula id="inf56">
<mml:math id="m63">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>23</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x27;</mml:mo>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> represents the encoded sequence. For simplicity, let the initial state and the secret <inline-formula id="inf57">
<mml:math id="m64">
<mml:mi>w</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula> be <inline-formula id="inf58">
<mml:math id="m65">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and 10, respectively. The initial state <inline-formula id="inf59">
<mml:math id="m66">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> can be written in another form as follows:<disp-formula id="e8">
<mml:math id="m67">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mtext>&#xa0;</mml:mtext>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;</mml:mtext>
<mml:mfrac>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mtable columnalign="left">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>00</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>01</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>10</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>11</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>00</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>01</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>10</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>11</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>00</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>01</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>10</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>11</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>00</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>01</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>10</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>11</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(8)</label>
</disp-formula>
</p>
<table-wrap id="T1" position="float">
<label>TABLE 1</label>
<caption>
<p>Encoding rules.</p>
</caption>
<table>
<thead valign="top">
<tr>
<th align="left">Unitary operation <inline-formula id="inf60">
<mml:math id="m68">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>U</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>w</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</th>
<th align="center">Corresponding encoding information</th>
</tr>
</thead>
<tbody valign="top">
<tr>
<td align="left">
<italic>U</italic>
<sub>00</sub>
</td>
<td align="char" char=".">00</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">
<italic>U</italic>
<sub>01</sub>
</td>
<td align="char" char=".">01</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">
<italic>U</italic>
<sub>10</sub>
</td>
<td align="char" char=".">10</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">
<italic>U</italic>
<sub>11</sub>
</td>
<td align="char" char=".">11</td>
</tr>
</tbody>
</table>
</table-wrap>
<p>After the effect of the encoding operator <inline-formula id="inf61">
<mml:math id="m69">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>U</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>10</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> on the qubits 2 and 3 of <inline-formula id="inf62">
<mml:math id="m70">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, it becomes<disp-formula id="e9">
<mml:math id="m71">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;</mml:mtext>
<mml:mfrac>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mtable columnalign="left">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>00</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>01</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>10</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>11</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>00</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>01</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>10</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>11</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>00</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>01</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>10</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>11</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>00</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>01</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>10</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>11</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(9)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>Alice orderly picks out photon 2 from <inline-formula id="inf63">
<mml:math id="m72">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>23</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x27;</mml:mo>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> to form a new sequence <inline-formula id="inf64">
<mml:math id="m73">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo>&#x27;</mml:mo>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, and the remaining partner particles composes another sequence <inline-formula id="inf65">
<mml:math id="m74">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mo>&#x27;</mml:mo>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. Afterwards, Alice generates two decoy photons sequences <inline-formula id="inf66">
<mml:math id="m75">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> based on the values of <inline-formula id="inf67">
<mml:math id="m76">
<mml:mrow>
<mml:mtext>ID</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. The rule is that, if the <inline-formula id="inf68">
<mml:math id="m77">
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula> th bit of <inline-formula id="inf69">
<mml:math id="m78">
<mml:mrow>
<mml:mtext>ID</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is 0, she randomly prepares the decoy photon in the state <inline-formula id="inf70">
<mml:math id="m79">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> or <inline-formula id="inf71">
<mml:math id="m80">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, otherwise she randomly prepares one in the state <inline-formula id="inf72">
<mml:math id="m81">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> or <inline-formula id="inf73">
<mml:math id="m82">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> with a same probability 1/2. Later, Alice inserts them in random positions into Sequences <inline-formula id="inf74">
<mml:math id="m83">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo>&#x27;</mml:mo>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf75">
<mml:math id="m84">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mo>&#x27;</mml:mo>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> obtaining two new Sequences <inline-formula id="inf76">
<mml:math id="m85">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x27;</mml:mo>
<mml:mo>&#x27;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf77">
<mml:math id="m86">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x27;</mml:mo>
<mml:mo>&#x27;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, separately, and then retains <inline-formula id="inf78">
<mml:math id="m87">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x27;</mml:mo>
<mml:mo>&#x27;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> in her hand and transmits <inline-formula id="inf79">
<mml:math id="m88">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x27;</mml:mo>
<mml:mo>&#x27;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> to Bob.</p>
</sec>
<sec id="s3-4">
<title>3.4 Step 4 Security Checking Phase 2</title>
<p>Upon receiving sequence <inline-formula id="inf80">
<mml:math id="m89">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x27;</mml:mo>
<mml:mo>&#x27;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, he sends an acknowledgment to Alice. For the first round of security checking and identity authentication of Bob, Alice only tells Bob the position information of the decoy photons in <inline-formula id="inf81">
<mml:math id="m90">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x27;</mml:mo>
<mml:mo>&#x27;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. Bob then performs measurements on the decoy photons with the corresponding measurement bases. The rule of choosing the measurement bases is as follows: if the <inline-formula id="inf82">
<mml:math id="m91">
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula> th bit of <inline-formula id="inf83">
<mml:math id="m92">
<mml:mrow>
<mml:mtext>ID</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is 0, Bob chooses <inline-formula id="inf84">
<mml:math id="m93">
<mml:mi>Z</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula>-basis <inline-formula id="inf85">
<mml:math id="m94">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>{</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>}</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>; if not, he selects <inline-formula id="inf86">
<mml:math id="m95">
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula>-basis <inline-formula id="inf87">
<mml:math id="m96">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>{</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>}</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. Similar to Ref. [<xref ref-type="bibr" rid="B59">59</xref>], he records the measurement results <inline-formula id="inf88">
<mml:math id="m97">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>{</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>}</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf89">
<mml:math id="m98">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>{</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>}</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> as 0 and 1, respectively, and then announces the recorded result sequence <inline-formula id="inf90">
<mml:math id="m99">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>R</mml:mi>
<mml:mi>B</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. Likewise, Alice can also obtain a classical bit sequence <inline-formula id="inf91">
<mml:math id="m100">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>R</mml:mi>
<mml:mi>A</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> of the decoy states based on the recorded rule above. Finally, Alice computes the error rate by comparing <inline-formula id="inf92">
<mml:math id="m101">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>R</mml:mi>
<mml:mi>A</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> with <inline-formula id="inf93">
<mml:math id="m102">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>R</mml:mi>
<mml:mi>B</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> one by 1&#xa0;bit. On condition that the error rate is lower than the security bound, Alice sends sequence <inline-formula id="inf94">
<mml:math id="m103">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x27;</mml:mo>
<mml:mo>&#x27;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> to Bob. Otherwise, the protocol will be terminated, and they repeat the communication procedure from the beginning. After finishing the transmission of <inline-formula id="inf95">
<mml:math id="m104">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x27;</mml:mo>
<mml:mo>&#x27;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, Alice and Bob collaborate to do the second round of security checking similar to the first round one.</p>
</sec>
<sec id="s3-5">
<title>3.5 Step 5 Decoding Phase</title>
<p>Upon confirming that security checking phase 2 is secure, Bob removes all the decoy photons from Sequences <inline-formula id="inf96">
<mml:math id="m105">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x27;</mml:mo>
<mml:mo>&#x27;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf97">
<mml:math id="m106">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x27;</mml:mo>
<mml:mo>&#x27;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> to obtain <inline-formula id="inf98">
<mml:math id="m107">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo>&#x27;</mml:mo>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf99">
<mml:math id="m108">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mo>&#x27;</mml:mo>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, respectively. Afterwards, Bob orderly picks out the particles in Sequences <inline-formula id="inf100">
<mml:math id="m109">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo>&#x27;</mml:mo>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf101">
<mml:math id="m110">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mo>&#x27;</mml:mo>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> to restore sequence <inline-formula id="inf102">
<mml:math id="m111">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>23</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x27;</mml:mo>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. It depends on Charlie 1, Charlie 2 and Alice to decode the secret message. If Charlie 1, Charlie 2 and Alice allow the communication between Alice and Bob, Charlie 1 and Charlie 2 measure their own particles with <inline-formula id="inf103">
<mml:math id="m112">
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula>-basis obtaining the measurement results <inline-formula id="inf104">
<mml:math id="m113">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>R</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf105">
<mml:math id="m114">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>R</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, respectively, and announce them to Bob. Meanwhile, Alice broadcasts the initial state of each four-particle cluster state. According to the announced information of Charlie 1, Charlie 2 and Alice, Bob can deduce the state <inline-formula id="inf106">
<mml:math id="m115">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> of 2 and 3, as listed in <xref ref-type="sec" rid="s12">Supplementary Table S1</xref> (For further details, please see <xref ref-type="sec" rid="s12">Supplementary Table S1</xref>). Finally, Bob performs the corresponding operation <inline-formula id="inf107">
<mml:math id="m116">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>U</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> on the <inline-formula id="inf108">
<mml:math id="m117">
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula> th two-qubit quantum state in the collapsed state sequence <inline-formula id="inf109">
<mml:math id="m118">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>23</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x27;</mml:mo>
<mml:mo>&#x27;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>{</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>23</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x27;</mml:mo>
<mml:mo>&#x27;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>}</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> with encoded information,<disp-formula id="e10">
<mml:math id="m119">
<mml:mtable columnalign="left">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msub>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mi>F</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>{</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>U</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msubsup>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>23</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2033;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>}</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>{</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>w</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>}</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:math>
<label>(10)</label>
</disp-formula>Where <inline-formula id="inf110">
<mml:math id="m120">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. Afterwards, Bob makes single-particle measurements on each particle in sequence <inline-formula id="inf111">
<mml:math id="m121">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mi>F</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> with <inline-formula id="inf112">
<mml:math id="m122">
<mml:mi>Z</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula>-basis to deduce the secret.</p>
<p>Both <inline-formula id="inf113">
<mml:math id="m123">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>R</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf114">
<mml:math id="m124">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>R</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> have two possible values <inline-formula id="inf115">
<mml:math id="m125">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>{</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>}</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. For example, assume that the measurement results of Charlie 1 and Charlie 2 are <inline-formula id="inf116">
<mml:math id="m126">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf117">
<mml:math id="m127">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, respectively, and the initial state is <inline-formula id="inf118">
<mml:math id="m128">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, then <inline-formula id="inf119">
<mml:math id="m129">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>00</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>01</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>10</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>11</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> can be obtained from <xref ref-type="sec" rid="s12">Supplementary Table S1</xref> (For further details, please see <xref ref-type="sec" rid="s12">Supplementary Table S1</xref>). The operator <inline-formula id="inf120">
<mml:math id="m130">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>U</mml:mi>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> in <xref ref-type="disp-formula" rid="e2">Eqn. 2</xref> is applied to decode the encoded particles, i.e., <inline-formula id="inf121">
<mml:math id="m131">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>U</mml:mi>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>23</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x27;</mml:mo>
<mml:mo>&#x27;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>10</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, where <inline-formula id="inf122">
<mml:math id="m132">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>23</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x27;</mml:mo>
<mml:mo>&#x27;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>00</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>01</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>10</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>11</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> from <xref ref-type="disp-formula" rid="e9">Eqn. 9</xref>. Finally, Bob performs single-particle measurement with <inline-formula id="inf123">
<mml:math id="m133">
<mml:mi>Z</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula>-basis, and the secret &#x201c;10&#x201d; can be read out, as shown in <xref ref-type="table" rid="T2">Table 2</xref>.</p>
<table-wrap id="T2" position="float">
<label>TABLE 2</label>
<caption>
<p>Decoding table with the initial state<inline-formula id="inf124">
<mml:math id="m134">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>.</p>
</caption>
<table>
<thead valign="top">
<tr>
<th align="left">Encoding operation</th>
<th align="center">
<sub>
<italic>R</italic>C1</sub>
</th>
<th align="center">
<sub>
<italic>R</italic>C2</sub>
</th>
<th align="center">
<sub>
<italic>S</italic>
</sub>
</th>
<th align="center">Decoding operation</th>
<th align="center">Decoding result</th>
<th align="center">Secret message</th>
</tr>
</thead>
<tbody valign="top">
<tr>
<td rowspan="4" align="left">
<italic>U</italic>
<sub>00</sub>
</td>
<td align="center">
<inline-formula id="inf125">
<mml:math id="m135">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="left">
<inline-formula id="inf126">
<mml:math id="m136">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="left">
<inline-formula id="inf127">
<mml:math id="m137">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="center">
<inline-formula id="inf128">
<mml:math id="m138">
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2329;</mml:mo>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>I</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="center">
<inline-formula id="inf129">
<mml:math id="m139">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>00</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="char" char=".">00</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">
<inline-formula id="inf130">
<mml:math id="m140">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="left">
<inline-formula id="inf131">
<mml:math id="m141">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="left">
<inline-formula id="inf132">
<mml:math id="m142">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="center">
<inline-formula id="inf133">
<mml:math id="m143">
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2329;</mml:mo>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>I</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="center">
<inline-formula id="inf134">
<mml:math id="m144">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>00</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="char" char=".">00</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">
<inline-formula id="inf135">
<mml:math id="m145">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="left">
<inline-formula id="inf136">
<mml:math id="m146">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="left">
<inline-formula id="inf137">
<mml:math id="m147">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="center">
<inline-formula id="inf138">
<mml:math id="m148">
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2329;</mml:mo>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>I</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="center">
<inline-formula id="inf139">
<mml:math id="m149">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>00</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="char" char=".">00</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">
<inline-formula id="inf140">
<mml:math id="m150">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="left">
<inline-formula id="inf141">
<mml:math id="m151">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="left">
<inline-formula id="inf142">
<mml:math id="m152">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="center">
<inline-formula id="inf143">
<mml:math id="m153">
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2329;</mml:mo>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>I</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="center">
<inline-formula id="inf144">
<mml:math id="m154">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>00</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="char" char=".">00</td>
</tr>
<tr>
<td rowspan="4" align="left">
<italic>U</italic>
<sub>01</sub>
</td>
<td align="left">
<inline-formula id="inf145">
<mml:math id="m155">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="left">
<inline-formula id="inf146">
<mml:math id="m156">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="left">
<inline-formula id="inf147">
<mml:math id="m157">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="center">
<inline-formula id="inf148">
<mml:math id="m158">
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2329;</mml:mo>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>I</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="center">
<inline-formula id="inf149">
<mml:math id="m159">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>01</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="char" char=".">01</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">
<inline-formula id="inf150">
<mml:math id="m160">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="left">
<inline-formula id="inf151">
<mml:math id="m161">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="left">
<inline-formula id="inf152">
<mml:math id="m162">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="center">
<inline-formula id="inf153">
<mml:math id="m163">
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2329;</mml:mo>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>I</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="center">
<inline-formula id="inf154">
<mml:math id="m164">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>01</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="char" char=".">01</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">
<inline-formula id="inf155">
<mml:math id="m165">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="left">
<inline-formula id="inf156">
<mml:math id="m166">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="left">
<inline-formula id="inf157">
<mml:math id="m167">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="center">
<inline-formula id="inf158">
<mml:math id="m168">
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2329;</mml:mo>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>I</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="center">
<inline-formula id="inf159">
<mml:math id="m169">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>01</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="char" char=".">01</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">
<inline-formula id="inf160">
<mml:math id="m170">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="left">
<inline-formula id="inf161">
<mml:math id="m171">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="left">
<inline-formula id="inf162">
<mml:math id="m172">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="center">
<inline-formula id="inf163">
<mml:math id="m173">
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2329;</mml:mo>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>I</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="center">
<inline-formula id="inf164">
<mml:math id="m174">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>01</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="char" char=".">01</td>
</tr>
<tr>
<td rowspan="4" align="left">
<italic>U</italic>
<sub>10</sub>
</td>
<td align="left">
<inline-formula id="inf165">
<mml:math id="m175">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="left">
<inline-formula id="inf166">
<mml:math id="m176">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="left">
<inline-formula id="inf167">
<mml:math id="m177">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="center">
<inline-formula id="inf168">
<mml:math id="m178">
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2329;</mml:mo>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>I</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="center">
<inline-formula id="inf169">
<mml:math id="m179">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>10</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="char" char=".">10</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">
<inline-formula id="inf170">
<mml:math id="m180">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="left">
<inline-formula id="inf171">
<mml:math id="m181">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="left">
<inline-formula id="inf172">
<mml:math id="m182">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="center">
<inline-formula id="inf173">
<mml:math id="m183">
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2329;</mml:mo>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>I</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="center">
<inline-formula id="inf174">
<mml:math id="m184">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>10</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="char" char=".">10</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">
<inline-formula id="inf175">
<mml:math id="m185">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="left">
<inline-formula id="inf176">
<mml:math id="m186">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="left">
<inline-formula id="inf177">
<mml:math id="m187">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="center">
<inline-formula id="inf178">
<mml:math id="m188">
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2329;</mml:mo>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>I</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="center">
<inline-formula id="inf179">
<mml:math id="m189">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>10</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="char" char=".">10</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">
<inline-formula id="inf180">
<mml:math id="m190">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="left">
<inline-formula id="inf181">
<mml:math id="m191">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="left">
<inline-formula id="inf182">
<mml:math id="m192">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="center">
<inline-formula id="inf183">
<mml:math id="m193">
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2329;</mml:mo>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>I</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="center">
<inline-formula id="inf184">
<mml:math id="m194">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>10</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="char" char=".">10</td>
</tr>
<tr>
<td rowspan="4" align="left">
<italic>U</italic>
<sub>11</sub>
</td>
<td align="left">
<inline-formula id="inf185">
<mml:math id="m195">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="left">
<inline-formula id="inf186">
<mml:math id="m196">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="left">
<inline-formula id="inf187">
<mml:math id="m197">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="center">
<inline-formula id="inf188">
<mml:math id="m198">
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2329;</mml:mo>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>I</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="center">
<inline-formula id="inf189">
<mml:math id="m199">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>11</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="char" char=".">11</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">
<inline-formula id="inf190">
<mml:math id="m200">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="left">
<inline-formula id="inf191">
<mml:math id="m201">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="left">
<inline-formula id="inf192">
<mml:math id="m202">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="center">
<inline-formula id="inf193">
<mml:math id="m203">
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2329;</mml:mo>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>I</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="center">
<inline-formula id="inf194">
<mml:math id="m204">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>11</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="char" char=".">11</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">
<inline-formula id="inf195">
<mml:math id="m205">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="left">
<inline-formula id="inf196">
<mml:math id="m206">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="left">
<inline-formula id="inf197">
<mml:math id="m207">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="center">
<inline-formula id="inf198">
<mml:math id="m208">
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2329;</mml:mo>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>I</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="center">
<inline-formula id="inf199">
<mml:math id="m209">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>11</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="char" char=".">11</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">
<inline-formula id="inf200">
<mml:math id="m210">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="left">
<inline-formula id="inf201">
<mml:math id="m211">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="left">
<inline-formula id="inf202">
<mml:math id="m212">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="center">
<inline-formula id="inf203">
<mml:math id="m213">
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2329;</mml:mo>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>I</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="center">
<inline-formula id="inf204">
<mml:math id="m214">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>11</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="char" char=".">11</td>
</tr>
</tbody>
</table>
<table-wrap-foot>
<fn>
<p>Note: <inline-formula id="inf205">
<mml:math id="m215">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>00</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>01</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>10</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>11</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf206">
<mml:math id="m216">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>00</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>01</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>10</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>11</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf207">
<mml:math id="m217">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>00</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>01</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>10</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>11</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf208">
<mml:math id="m218">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>00</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>01</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>10</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>11</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>.</p>
</fn>
</table-wrap-foot>
</table-wrap>
<p>
<xref ref-type="table" rid="T2">Table 2</xref> shows Charlie 1 and Charlie 2 have four possible measurement outcomes <inline-formula id="inf209">
<mml:math id="m219">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>{</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>}</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> corresponding to each encoding operation <inline-formula id="inf210">
<mml:math id="m220">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>U</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>w</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> when the initial state is <inline-formula id="inf211">
<mml:math id="m221">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. If only the encoding operation keeps unchanged, the same secret message can be always obtained and do not vary with the measurement results of Charlie 1 and Charlie 2. Likewise, the remaining fifteen kinds of initial states can also establish their respective decoding tables.</p>
</sec>
</sec>
<sec id="s4">
<title>4 Security Analysis</title>
<p>Since the crucial issue of a feasible quantum communication protocol is its security, it is essential to discuss the security of the proposed communication protocol. The security of the proposed protocol is discussed from the outsider attacks and the internal attacks, and the analysis makes clear that the proposed protocol can protect the transmitted message from leaking out under various attacks. Namely, it is a feasible protocol.</p>
<sec id="s4-1">
<title>4.1 The Controllers</title>
<p>The decoding operation <inline-formula id="inf212">
<mml:math id="m222">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>U</mml:mi>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> of the receiver Bob heavily depends on the announced information of Charlie 1, Charlie 2 and Alice. Without their help, Bob cannot determine state <inline-formula id="inf213">
<mml:math id="m223">
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula> and perform <inline-formula id="inf214">
<mml:math id="m224">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>U</mml:mi>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> on the encoded sequence. That is to say, the receiver Bob cannot recover Alice&#x2019;s secret if any controller disapproves his request or announces the incorrect information. Furthermore, even if Eve captured two encoded Sequences <inline-formula id="inf215">
<mml:math id="m225">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x27;</mml:mo>
<mml:mo>&#x27;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf216">
<mml:math id="m226">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x27;</mml:mo>
<mml:mo>&#x27;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, she cannot read out the information either without the permissions of the controllers. Thus, the controllers are a must to make the communication protocol go well.</p>
</sec>
<sec id="s4-2">
<title>4.2 Outsider Attacks</title>
<sec id="s4-2-1">
<title>4.2.1 Entangle-and-Measure Attack</title>
<p>The entangle-and-measure attack is also called auxiliary particle attack. If Eve wants to execute the entangle-measure attack, she intercepts the encoded particles in sequence <inline-formula id="inf217">
<mml:math id="m227">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x27;</mml:mo>
<mml:mo>&#x27;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> disseminated from Alice to Bob and entangles them with the prepared ancillary particles in state <inline-formula id="inf218">
<mml:math id="m228">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> beforehand by making a unitary operation, and then sends the entanglement results to Bob. Furthermore, she finishes an eavesdropping attack by performing measurements on the ancillary particles to deduce useful information. However, it can be shown that it is in vain for an eavesdropper to gain useful information and her vicious behavior will be found inevitably. In this proposed protocol, only one group of the encoded particles is transmitted in each communication round of two-step communication. Assume that Eve&#x2019;s attack operation is <inline-formula id="inf219">
<mml:math id="m229">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>U</mml:mi>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, its effect can be expressed as<disp-formula id="e11">
<mml:math id="m230">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>U</mml:mi>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2261;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>U</mml:mi>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>00</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>01</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(11)</label>
</disp-formula>
<disp-formula id="e12">
<mml:math id="m231">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>U</mml:mi>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2261;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>U</mml:mi>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>10</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>11</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(12)</label>
</disp-formula>Where <inline-formula id="inf220">
<mml:math id="m232">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>U</mml:mi>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is a unitary operator, <inline-formula id="inf221">
<mml:math id="m233">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf222">
<mml:math id="m234">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> (<inline-formula id="inf223">
<mml:math id="m235">
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>{</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>0,1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>}</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>) are the pure ancillary states uniquely determined by <inline-formula id="inf224">
<mml:math id="m236">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>U</mml:mi>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. The above equations satisfy the conditions such that,<disp-formula id="e13">
<mml:math id="m237">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(13)</label>
</disp-formula>
<disp-formula id="e14">
<mml:math id="m238">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(14)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>In our protocol, the decoy photons have four possible states <inline-formula id="inf225">
<mml:math id="m239">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>{</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>}</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. The states <inline-formula id="inf226">
<mml:math id="m240">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf227">
<mml:math id="m241">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> after Eve&#x2019;s entanglement actions become<disp-formula id="e15">
<mml:math id="m242">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>U</mml:mi>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2261;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>U</mml:mi>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:msqrt>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msqrt>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mtable columnalign="left">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>00</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>01</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>10</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>11</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>00</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>01</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>10</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>11</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
<mml:mo>]</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(15)</label>
</disp-formula>
<disp-formula id="e16">
<mml:math id="m243">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>U</mml:mi>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2261;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>U</mml:mi>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:msqrt>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msqrt>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mtable columnalign="left">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>00</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>01</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>10</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>11</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>00</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>01</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>10</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>11</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
<mml:mo>]</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(16)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>Even though the transmitted particle states contain the secret information, Eve cannot read them out. <xref ref-type="disp-formula" rid="e11">Eqs. 11</xref>, <xref ref-type="disp-formula" rid="e12">12</xref> imply that the error rate introduced by the behavior of Eve&#x2019;s eavesdropping will be <inline-formula id="inf228">
<mml:math id="m244">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> or <inline-formula id="inf229">
<mml:math id="m245">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> for one decoy photon if the state is <inline-formula id="inf230">
<mml:math id="m246">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> or <inline-formula id="inf231">
<mml:math id="m247">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, respectively. Similarly, if the checking qubit is in the state <inline-formula id="inf232">
<mml:math id="m248">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> or <inline-formula id="inf233">
<mml:math id="m249">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, the error rate in two cases is 1/2. The error rate will lead to Eve being detected in the eavesdropping check phase 2. To avoid being detected, Eve has to set <inline-formula id="inf234">
<mml:math id="m250">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> which implies that <inline-formula id="inf235">
<mml:math id="m251">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mtext>n</mml:mtext>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, then it is very difficult for an eavesdropper to distinguish <inline-formula id="inf236">
<mml:math id="m252">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>00</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> from <inline-formula id="inf237">
<mml:math id="m253">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>11</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. Hence, the proposed protocol is secure from the entangle-and-measure attack.</p>
</sec>
<sec id="s4-2-2">
<title>4.2.2 Measure-Resend Attack</title>
<p>Eve may try to perform the measure-resend attack on the encoded particles in the transmission process to steal Alice&#x2019;s useful message. Eve has to know the full information of the state and reproduce another same state without being detected. Eve intercepts the encoded Sequences <inline-formula id="inf238">
<mml:math id="m254">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x27;</mml:mo>
<mml:mo>&#x27;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf239">
<mml:math id="m255">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x27;</mml:mo>
<mml:mo>&#x27;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> sent by Alice and measures the particles to get useful information. Since the intercepted particles are part of the entangled states, any measurements on part of the state would destroy the entanglement. Meanwhile, since the positions, the states and the bases of these decoy states in Sequences <inline-formula id="inf240">
<mml:math id="m256">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x27;</mml:mo>
<mml:mo>&#x27;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf241">
<mml:math id="m257">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x27;</mml:mo>
<mml:mo>&#x27;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> are secret, Eve cannot forge exactly the same decoy states <inline-formula id="inf242">
<mml:math id="m258">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and insert into fake Sequences <inline-formula id="inf243">
<mml:math id="m259">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>F</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf244">
<mml:math id="m260">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>F</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> to escape from the security checking and identity authentication in Step 4. Eve has to randomly choose the measurement bases from two sets of measurement bases <inline-formula id="inf245">
<mml:math id="m261">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>{</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>}</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf246">
<mml:math id="m262">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>{</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mo>&#x232a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>}</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> with the same probability 0.5. If Eve chooses the right measurement basis, which will not introduce any errors; however, she may select the wrong one with probability 1/2, which will bring the error rate of 1/2. Therefore, the error probability introduced by Eve will achieve 1/4 for one decoy photon, i.e., Eve passes the security checking between Alice and Bob for one decoy photon with probability 3/4. Let the number of the decoy photons for detecting this attack be <inline-formula id="inf247">
<mml:math id="m263">
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula>, then Eve&#x2019;s vicious behavior will be detected in the first eavesdropping check process with probability <inline-formula id="inf248">
<mml:math id="m264">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. If <inline-formula id="inf249">
<mml:math id="m265">
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula> is sufficiently large, the probability will converge to 1. Therefore, the measure-resend attack cannot work in the proposed protocol.</p>
</sec>
<sec id="s4-2-3">
<title>4.2.3 Intercept-Resend Attack</title>
<p>As for the intercept-resend attack [<xref ref-type="bibr" rid="B60">60</xref>], Eve should replace the qubit sequence <inline-formula id="inf250">
<mml:math id="m266">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>23</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> before encoding with the fake qubit sequence <inline-formula id="inf251">
<mml:math id="m267">
<mml:msup>
<mml:mi>F</mml:mi>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:msup>
</mml:math>
</inline-formula> and send <inline-formula id="inf252">
<mml:math id="m268">
<mml:msup>
<mml:mi>F</mml:mi>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:msup>
</mml:math>
</inline-formula> to Alice. However, the four-qubit entanglement state is generated by Alice, and sequence <inline-formula id="inf253">
<mml:math id="m269">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>23</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is always kept in Alice&#x2019;s hand until it becomes the encoded sequence <inline-formula id="inf254">
<mml:math id="m270">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>23</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x27;</mml:mo>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> sent to Bob. Accordingly, it is impossible for Eve to perform the intercept-resend attack.</p>
</sec>
<sec id="s4-2-4">
<title>4.2.4 Trojan Horse Attacks</title>
<p>Reference [<xref ref-type="bibr" rid="B61">61</xref>] pointed out that two-way quantum communication protocols are vulnerable to the Trojan horse attacks which includes two types: invisible photon eavesdropping attack (IPE) [<xref ref-type="bibr" rid="B61">61</xref>] and multi-photon signal attack [<xref ref-type="bibr" rid="B62">62</xref>]. However, since both the preparation of qubit sequence <inline-formula id="inf255">
<mml:math id="m271">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>23</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and its encoding operation are completed by Alice, the proposed protocol is not a two-way quantum communication protocol. Therefore, it is in vain for Eve to perform the Trojan horse attacks, i.e., the proposed protocol is absolutely secure under the Trojan horse attacks.</p>
</sec>
</sec>
<sec id="s4-3">
<title>4.3 Internal Attacks</title>
<p>Since the participants could possess more information than outsider eavesdroppers, the internal attacks are stronger than the outsider attacks. The internal attacks are made up of single attack and collusive attack [<xref ref-type="bibr" rid="B63">63</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B64">64</xref>].</p>
<sec id="s4-3-1">
<title>4.3.1 Single Attack</title>
<p>Single attack is a kind of eavesdropping from the dishonest Charlie 1, Charlie 2, or Bob. 1) If dishonest Charlie 1 (Charlie 2) wants to perform her single attack to extract the secret message, she needs to intercepts the encoded Sequences <inline-formula id="inf256">
<mml:math id="m272">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x27;</mml:mo>
<mml:mo>&#x27;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf257">
<mml:math id="m273">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x27;</mml:mo>
<mml:mo>&#x27;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. The single attack can be considered as the outsider attacks discussed in <xref ref-type="sec" rid="s4-2">Section 4.2</xref>; 2) If Bob is dishonest, he cannot escape from the identity authentication between honest Alice and himself in Steps 3 and 4, i.e., her fake identity will be found. Even if he avoided the identity authentication, he also needs the assistances of two controllers and Alice to obtain Alice&#x2019;s secret without being detected. Permissions <inline-formula id="inf258">
<mml:math id="m274">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>R</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf259">
<mml:math id="m275">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>R</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf260">
<mml:math id="m276">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> are always secret until published in public. If at least one controller disagrees with the communication, Bob cannot obtain the decoding operation <inline-formula id="inf261">
<mml:math id="m277">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>U</mml:mi>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> related to <inline-formula id="inf262">
<mml:math id="m278">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>R</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf263">
<mml:math id="m279">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>R</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf264">
<mml:math id="m280">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> to decode Alice&#x2019;s secret information accurately. If Bob insists on performing the eavesdropping action, he can only gain Alice&#x2019;s secret message by guessing directly.</p>
</sec>
<sec id="s4-3-2">
<title>4.3.2 Collusive Attack</title>
<p>The collusive attack is the most powerful internal attack in which two or more dishonest participants collude together to steal secret information without revealing their vicious behavior. Since Alice is honest, the collusive attack can be divided into two scenarios: case (a) the collusive attack of two dishonest participants (Charlie 1 and Charlie 2, Charlie 1 and Bob, Charlie 2 and Bob); case (b) the collusive attack of three dishonest participants (Charlie 1, Charlie 2 and Bob). Since the honest Alice share identity sequence <inline-formula id="inf265">
<mml:math id="m281">
<mml:mrow>
<mml:mtext>ID</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> with Bob, if Bob is dishonest, his illegal identity will be detected in Step 4 before he performs the collusive attack to extract information with other participants. Therefore, it is impossible for Bob to join in the collusive attack. The rest case is the collusive attack between two controllers. Since the encoded Sequences <inline-formula id="inf266">
<mml:math id="m282">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x27;</mml:mo>
<mml:mo>&#x27;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf267">
<mml:math id="m283">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x27;</mml:mo>
<mml:mo>&#x27;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> carry secret message, it can also be considered as outsider attacks similar to case 1) of single attack above. In conclusion, the proposed protocol is immune to collusive attacks.</p>
<p>In the proposed protocol, the sender Alice must be honest and the ideal four-qubit entanglement resources are prepared by Alice. In real communication environment, due to inevitable imperfections of network nodes, every involved node maybe untrusted, that is, both trusted network nodes and untrusted network nodes exist in quantum communication networks [<xref ref-type="bibr" rid="B65">65</xref>]. The proposed communication scheme with four parties can be regarded as a mini quantum communication network, where the involved parties are equivalent to network nodes. Therefore, in a real scenario, the sender in our protocol maybe untrusted, which will cause the receiver to obtain fake message without being found. Fortunately, multipartite quantum correlations of graph states, a kind of strategy-independent physical resources, allow network nodes to create strong correlations before it performs distributed tasks, which is efficient and provides strong guarantees in quantum communication networks in the presence of untrusted network nodes [<xref ref-type="bibr" rid="B66">66</xref>]. Furthermore, multipartite EPR steering demonstrates that all the nodes in the quantum network can share entanglement even if the measurement devices of one party are untrusted, and even can count the number of untrusted nodes [<xref ref-type="bibr" rid="B65">65</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B67">67</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B68">68</xref>]. To put the presented scheme into practice, it is a good choice to use multipartite quantum correlations of graph states created by a graph state source to replace quantum entanglement resources generated by the honest sender for removing the adverse effect of untrusted parties.</p>
</sec>
</sec>
</sec>
<sec id="s5">
<title>5 Comparison</title>
<p>The definition of quantum efficiency suggested by Cabello [<xref ref-type="bibr" rid="B69">69</xref>], can be described as <inline-formula id="inf268">
<mml:math id="m284">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mtext>t</mml:mtext>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>q</mml:mi>
<mml:mi>u</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>b</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, where <inline-formula id="inf269">
<mml:math id="m285">
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula> represents the number of transmitted message bits, <inline-formula id="inf270">
<mml:math id="m286">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>q</mml:mi>
<mml:mi>u</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the total number of the utilized qubits prepared and used in transmission and security checking, and <inline-formula id="inf271">
<mml:math id="m287">
<mml:mi>b</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula> is the number of classical bits exchanged for decoding the secret message in a protocol. In the presented communication protocol, <inline-formula id="inf272">
<mml:math id="m288">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf273">
<mml:math id="m289">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>q</mml:mi>
<mml:mi>u</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>6</mml:mn>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mi mathvariant="normal">mN</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf274">
<mml:math id="m290">
<mml:mrow>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, let us set <inline-formula id="inf275">
<mml:math id="m291">
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">mN</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, then the qubit efficiency of the proposed protocol is <inline-formula id="inf276">
<mml:math id="m292">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>20</mml:mn>
<mml:mo>%</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. Compared with QSDC protocols based on QSA [<xref ref-type="bibr" rid="B50">50</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B51">51</xref>] and the existing CQSDC protocol without QSA [<xref ref-type="bibr" rid="B25">25</xref>], the proposed CQSDC protocol is only slightly less efficient than Ref. [<xref ref-type="bibr" rid="B51">51</xref>], but it is the only one who can detect the attack from dishonest receiver. These specific performance comparisons are indicated in <xref ref-type="table" rid="T3">Table 3</xref>.</p>
<table-wrap id="T3" position="float">
<label>TABLE 3</label>
<caption>
<p>Performance comparisons between the proposed protocol and other protocols.</p>
</caption>
<table>
<thead valign="top">
<tr>
<th align="left"/>
<th align="center">Reference [<xref ref-type="bibr" rid="B51">51</xref>]</th>
<th align="center">Reference [<xref ref-type="bibr" rid="B52">52</xref>]</th>
<th align="center">Reference [<xref ref-type="bibr" rid="B26">26</xref>]</th>
<th align="center">Proposed protocol</th>
</tr>
</thead>
<tbody valign="top">
<tr>
<td align="left">Controller</td>
<td align="left">Yes</td>
<td align="left">No</td>
<td align="left">Yes</td>
<td align="left">Yes</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">Quantum resource</td>
<td align="left">GHZ states</td>
<td align="left">Product states</td>
<td align="left">Six-qubit entangled states</td>
<td align="left">Four-qubit cluster states</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">Alice operation</td>
<td align="left">
<inline-formula id="inf277">
<mml:math id="m293">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>U</mml:mi>
<mml:mi>w</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="left">
<inline-formula id="inf278">
<mml:math id="m294">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>U</mml:mi>
<mml:mi>w</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="left">Pauli operator</td>
<td align="left">
<inline-formula id="inf279">
<mml:math id="m295">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>U</mml:mi>
<mml:mi>w</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">Bob operation</td>
<td align="left">
<inline-formula id="inf280">
<mml:math id="m296">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>U</mml:mi>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="left">
<inline-formula id="inf281">
<mml:math id="m297">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>U</mml:mi>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="left">Pauli operator</td>
<td align="left">
<inline-formula id="inf282">
<mml:math id="m298">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>U</mml:mi>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">Security checking</td>
<td align="left">Decoy photons</td>
<td align="left">Decoy photons and <inline-formula id="inf283">
<mml:math id="m299">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>U</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="left">Decoy photons</td>
<td align="left">Decoy photons and identity sequence</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">Dishonest receiver detecting</td>
<td align="left">No</td>
<td align="left">No</td>
<td align="left">No</td>
<td align="left">Yes</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">Qubit efficiency (%)</td>
<td align="left">18.2</td>
<td align="left">25</td>
<td align="left">20</td>
<td align="left">20</td>
</tr>
</tbody>
</table>
</table-wrap>
</sec>
<sec id="s6">
<title>6 Conclusion</title>
<p>This paper proposes a novel controlled quantum secure direct communication protocol based on a four-qubit cluster state and quantum search algorithm. It makes full use of the persistency property of the quantum resource, and two operators of QSA are used to achieve encoding operations and decoding operations, respectively. With the permissions of the controllers and Alice, the sender&#x2019;s secret message can be successfully reconstructed by the receiver without any information leakage. Furthermore, the security of the proposed CQSDC protocol can be guaranteed and outperforms that of the existing protocol from the perspective of resisting the dishonest receiver, and its efficiency is as high as 20%.</p>
</sec>
</body>
<back>
<sec id="s7">
<title>Data Availability Statement</title>
<p>The original contributions presented in the study are included in the article/<xref ref-type="sec" rid="s12">Supplementary Material</xref>, further inquiries can be directed to the corresponding author.</p>
</sec>
<sec id="s8">
<title>Author Contributions</title>
<p>Y-FY: Conceptualization, Methodology, Writing-Original Draft, Writing-Review and Editing. L-ZD: Data Curation, Writing-Review and Editing, Supervision. T-RQ: Conceptualization, Methodology, Writing-Review and Editing. X-MX: Conceptualization, Writing-Original Draft, Writing-Review and Editing.</p>
</sec>
<sec id="s9">
<title>Funding</title>
<p>This work is supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant No. 61871205).</p>
</sec>
<sec sec-type="COI-statement" id="s10">
<title>Conflict of Interest</title>
<p>The authors declare that the research was conducted in the absence of any commercial or financial relationships that could be construed as a potential conflict of interest.</p>
</sec>
<sec sec-type="disclaimer" id="s11">
<title>Publisher&#x2019;s Note</title>
<p>All claims expressed in this article are solely those of the authors and do not necessarily represent those of their affiliated organizations, or those of the publisher, the editors and the reviewers. Any product that may be evaluated in this article, or claim that may be made by its manufacturer, is not guaranteed or endorsed by the publisher.</p>
</sec>
<sec id="s12">
<title>Supplementary Material</title>
<p>The Supplementary Material for this article can be found online at: <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fphy.2022.875441/full#supplementary-material">https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fphy.2022.875441/full&#x23;supplementary-material</ext-link>
</p>
<supplementary-material xlink:href="Table1.docx" id="SM1" mimetype="application/docx" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink"/>
</sec>
<ref-list>
<title>References</title>
<ref id="B1">
<label>1.</label>
<citation citation-type="confproc">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Bennett</surname>
<given-names>CH</given-names>
</name>
<name>
<surname>Gilles</surname>
<given-names>B</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Quantum Cryptography: Public-Key Distribution and coin Tossing</article-title>. In <conf-name>Proceedings of the International Conference on Computers, systems and signal Processing</conf-name>, <conf-loc>Bangalore, India</conf-loc>, <conf-date>9 December 1984</conf-date>. <publisher-loc>New York</publisher-loc>: <publisher-name>Bangalore Press</publisher-name>. p. <fpage>175</fpage>&#x2013;<lpage>9</lpage>. </citation>
</ref>
<ref id="B2">
<label>2.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Shor</surname>
<given-names>PW</given-names>
</name>
<name>
<surname>Preskill</surname>
<given-names>J</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Simple Proof of Security of the BB84 Quantum Key Distribution Protocol</article-title>. <source>Phys Rev Lett</source> (<year>2000</year>) <volume>85</volume>(<issue>2</issue>):<fpage>441</fpage>&#x2013;<lpage>4</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1103/PhysRevLett.85.441</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B3">
<label>3.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Lo</surname>
<given-names>H-K</given-names>
</name>
<name>
<surname>Chau</surname>
<given-names>HF</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Unconditional Security of Quantum Key Distribution over Arbitrarily Long Distances</article-title>. <source>Science</source> (<year>1999</year>) <volume>283</volume>(<issue>5410</issue>):<fpage>2050</fpage>&#x2013;<lpage>6</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1126/science.283.5410.2050</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B4">
<label>4.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Bennett</surname>
<given-names>CH</given-names>
</name>
<name>
<surname>Brassard</surname>
<given-names>G</given-names>
</name>
<name>
<surname>Cr&#xe9;peau</surname>
<given-names>C</given-names>
</name>
<name>
<surname>Jozsa</surname>
<given-names>R</given-names>
</name>
<name>
<surname>Peres</surname>
<given-names>A</given-names>
</name>
<name>
<surname>Wootters</surname>
<given-names>WK</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Teleporting an Unknown Quantum State via Dual Classical and Einstein-Podolsky-Rosen Channels</article-title>. <source>Phys Rev Lett</source> (<year>1993</year>) <volume>70</volume>(<issue>3</issue>):<fpage>1895</fpage>&#x2013;<lpage>9</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1103/PhysRevLett.70.1895</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B5">
<label>5.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Mark</surname>
<given-names>H</given-names>
</name>
<name>
<surname>Vladim&#xed;r</surname>
<given-names>B</given-names>
</name>
<name>
<surname>Andr&#xe9;</surname>
<given-names>B</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Quantum Secret Sharing</article-title>. <source>Phys Rev A</source> (<year>1999</year>) <volume>59</volume>(<issue>3</issue>):<fpage>1829</fpage>&#x2013;<lpage>34</lpage>. </citation>
</ref>
<ref id="B6">
<label>6.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>GuiLu</surname>
<given-names>L</given-names>
</name>
<name>
<surname>Liu</surname>
<given-names>XS</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Theoretically Efficient High-Capacity Quantum-Key-Distribution Scheme</article-title>. <source>Phys Rev A</source> (<year>2002</year>) <volume>65</volume>(<issue>3</issue>):<fpage>032302</fpage>. </citation>
</ref>
<ref id="B7">
<label>7.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Kim</surname>
<given-names>B</given-names>
</name>
<name>
<surname>Timo</surname>
<given-names>F</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Deterministic Secure Direct Communication Using Entanglement</article-title>. <source>Phys Rev Lett</source> (<year>2002</year>) <volume>89</volume>(<issue>18</issue>):<fpage>187902</fpage>. </citation>
</ref>
<ref id="B8">
<label>8.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Antoni</surname>
<given-names>W</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Eavesdropping on the &#x201c;Ping-pong&#x201d; Quantum Communication Protocol</article-title>. <source>Phys Rev Lett</source> (<year>2003</year>) <volume>90</volume>(<issue>15</issue>):<fpage>157901</fpage>. </citation>
</ref>
<ref id="B9">
<label>9.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Deng</surname>
<given-names>FG</given-names>
</name>
<name>
<surname>GuiLu</surname>
<given-names>L</given-names>
</name>
<name>
<surname>Liu</surname>
<given-names>XS</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Two-step Quantum Direct Communication Protocol Using the Einstein-Podolsky-Rosen Pair Block</article-title>. <source>Phys Rev A</source> (<year>2003</year>) <volume>68</volume>(<issue>4</issue>):<fpage>042317</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1103/physreva.68.042317</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B10">
<label>10.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Deng</surname>
<given-names>FG</given-names>
</name>
<name>
<surname>GuiLu</surname>
<given-names>L</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Secure Direct Communication with a Quantum One-Time Pad</article-title>. <source>Phys Rev A</source> (<year>2004</year>) <volume>69</volume>(<issue>5</issue>):<fpage>052319</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1103/physreva.69.052319</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B11">
<label>11.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Chang</surname>
<given-names>Y</given-names>
</name>
<name>
<surname>Xu</surname>
<given-names>C</given-names>
</name>
<name>
<surname>Zhang</surname>
<given-names>S</given-names>
</name>
<name>
<surname>Yan</surname>
<given-names>L</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Quantum Secure Direct Communication and Authentication Protocol with Single Photons</article-title>. <source>Chin Sci Bull</source> (<year>2013</year>) <volume>58</volume>(<issue>36</issue>):<fpage>4571</fpage>&#x2013;<lpage>6</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/s11434-013-6091-9</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B12">
<label>12.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Wang</surname>
<given-names>C</given-names>
</name>
<name>
<surname>Deng</surname>
<given-names>F-G</given-names>
</name>
<name>
<surname>Li</surname>
<given-names>Y-S</given-names>
</name>
<name>
<surname>Liu</surname>
<given-names>X-S</given-names>
</name>
<name>
<surname>Long</surname>
<given-names>GL</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Quantum Secure Direct Communication with High-Dimension Quantum Superdense Coding</article-title>. <source>Phys Rev A</source> (<year>2005</year>) <volume>71</volume>(<issue>4</issue>):<fpage>44305</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1103/physreva.71.044305</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B13">
<label>13.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Lu</surname>
<given-names>Y</given-names>
</name>
<name>
<surname>Wu</surname>
<given-names>JW</given-names>
</name>
<name>
<surname>Lin</surname>
<given-names>ZS</given-names>
</name>
<name>
<surname>Yin</surname>
<given-names>LG</given-names>
</name>
<name>
<surname>GuiLu</surname>
<given-names>L</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Quantum Secure Direct Communication with Entanglement Source and Single-Photon Measurement</article-title>. <source>Sci China: Phys Mech Astron</source> (<year>2020</year>) <volume>63</volume>(<issue>11</issue>):<fpage>110311</fpage>. </citation>
</ref>
<ref id="B14">
<label>14.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Farouk</surname>
<given-names>A</given-names>
</name>
<name>
<surname>Zakaria</surname>
<given-names>M</given-names>
</name>
<name>
<surname>Megahed</surname>
<given-names>A</given-names>
</name>
<name>
<surname>Omara</surname>
<given-names>FA</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>A Generalized Architecture of Quantum Secure Direct Communication for N Disjointed Users with Authentication</article-title>. <source>Sci Rep</source> (<year>2015</year>) <volume>5</volume>:<fpage>16080</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1038/srep16080</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B15">
<label>15.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Cao</surname>
<given-names>HJ</given-names>
</name>
<name>
<surname>Song</surname>
<given-names>HS</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Quantum Secure Direct Communication with W State</article-title>. <source>Chin Phys Lett</source> (<year>2006</year>) <volume>23</volume>(<issue>2</issue>):<fpage>290</fpage>&#x2013;<lpage>2</lpage>. </citation>
</ref>
<ref id="B16">
<label>16.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Cao</surname>
<given-names>W</given-names>
</name>
<name>
<surname>Yang</surname>
<given-names>Y</given-names>
</name>
<name>
<surname>Wen</surname>
<given-names>Q</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Quantum Secure Direct Communication with Cluster States</article-title>. <source>Sci China Phys Mech Astron</source> (<year>2010</year>) <volume>53</volume>(<issue>7</issue>):<fpage>1271</fpage>&#x2013;<lpage>5</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/s11433-010-3210-3</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B17">
<label>17.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Liu</surname>
<given-names>Z</given-names>
</name>
<name>
<surname>Chen</surname>
<given-names>H</given-names>
</name>
<name>
<surname>Liu</surname>
<given-names>W</given-names>
</name>
<name>
<surname>Xu</surname>
<given-names>J</given-names>
</name>
<name>
<surname>Wang</surname>
<given-names>D</given-names>
</name>
<name>
<surname>Li</surname>
<given-names>Z</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Quantum Secure Direct Communication with Optimal Quantum Superdense Coding by Using General Four-Qubit States</article-title>. <source>Quan Inf Process</source> (<year>2013</year>) <volume>12</volume>(<issue>1</issue>):<fpage>587</fpage>&#x2013;<lpage>99</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/s11128-012-0404-9</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B18">
<label>18.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Gao</surname>
<given-names>T</given-names>
</name>
<name>
<surname>Yan</surname>
<given-names>FL</given-names>
</name>
<name>
<surname>Wang</surname>
<given-names>ZX</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Controlled Quantum Teleportation and Secure Direct Communication</article-title>. <source>Chin Phys</source> (<year>2005</year>) <volume>14</volume>(<issue>5</issue>):<fpage>892</fpage>&#x2013;<lpage>7</lpage>. </citation>
</ref>
<ref id="B19">
<label>19.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Wang</surname>
<given-names>J</given-names>
</name>
<name>
<surname>Zhang</surname>
<given-names>Q</given-names>
</name>
<name>
<surname>Tang</surname>
<given-names>C-j.</given-names>
</name>
</person-group> <article-title>Multiparty Controlled Quantum Secure Direct Communication Using Greenberger-Horne-Zeilinger State</article-title>. <source>Opt Commun</source> (<year>2006</year>) <volume>266</volume>(<issue>2</issue>):<fpage>732</fpage>&#x2013;<lpage>7</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.optcom.2006.05.035</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B20">
<label>20.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Chen</surname>
<given-names>XB</given-names>
</name>
<name>
<surname>Wang</surname>
<given-names>TY</given-names>
</name>
<name>
<surname>Du</surname>
<given-names>JZ</given-names>
</name>
<name>
<surname>Wen</surname>
<given-names>QY</given-names>
</name>
<name>
<surname>Zhu</surname>
<given-names>FC</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Controlled Quantum Secure Direct Communication with Quantum Encryption</article-title>. <source>Int J Quan Inf</source> (<year>2008</year>) <volume>6</volume>(<issue>3</issue>):<fpage>543</fpage>&#x2013;<lpage>51</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1142/s0219749908003566</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B21">
<label>21.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Kao</surname>
<given-names>SH</given-names>
</name>
<name>
<surname>Tsai</surname>
<given-names>CW</given-names>
</name>
<name>
<surname>Hwang</surname>
<given-names>T</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Enhanced Multiparty Controlled QSDC Using GHZ State</article-title>. <source>Commun Theor Phys</source> (<year>2011</year>) <volume>55</volume>(<issue>6</issue>):<fpage>1007</fpage>&#x2013;<lpage>11</lpage>. </citation>
</ref>
<ref id="B22">
<label>22.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Li</surname>
<given-names>Y-h.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Li</surname>
<given-names>X-l.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Sang</surname>
<given-names>M-h.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Nie</surname>
<given-names>Y-y.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Wang</surname>
<given-names>Z-s.</given-names>
</name>
</person-group> <article-title>Bidirectional Controlled Quantum Teleportation and Secure Direct Communication Using Five-Qubit Entangled State</article-title>. <source>Quan Inf Process</source> (<year>2013</year>) <volume>12</volume>(<issue>12</issue>):<fpage>3835</fpage>&#x2013;<lpage>44</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/s11128-013-0638-1</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B23">
<label>23.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Zheng</surname>
<given-names>X-y.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Long</surname>
<given-names>Y-x.</given-names>
</name>
</person-group> <article-title>Controlled Quantum Secure Direct Communication with Authentication Protocol Based on Five-Particle Cluster State and Classical XOR Operation</article-title>. <source>Quan Inf Process</source> (<year>2019</year>) <volume>18</volume>(<issue>5</issue>):<fpage>129</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/s11128-019-2239-0</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B24">
<label>24.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>FaezehMazloum</surname>
<given-names>K</given-names>
</name>
<name>
<surname>Monireh</surname>
<given-names>H</given-names>
</name>
<name>
<surname>NimaS</surname>
<given-names>A-N</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Authenticated Controlled Quantum Secure Direct Communication Protocol Based on Five-Particle Brown States</article-title>. <source>Int J Theor Phys</source> (<year>2020</year>) <volume>59</volume>(<issue>5</issue>):<fpage>1612</fpage>&#x2013;<lpage>22</lpage>. </citation>
</ref>
<ref id="B25">
<label>25.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Pan</surname>
<given-names>H-M</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Controlled Bidirectional Quantum Secure Direct Communication with Six-Qubit Entangled States</article-title>. <source>Int J Theor Phys</source> (<year>2021</year>) <volume>60</volume>(<issue>8</issue>):<fpage>2943</fpage>&#x2013;<lpage>50</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/s10773-021-04866-1</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B26">
<label>26.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Wu</surname>
<given-names>JW</given-names>
</name>
<name>
<surname>Lin</surname>
<given-names>ZS</given-names>
</name>
<name>
<surname>Yin</surname>
<given-names>LG</given-names>
</name>
<name>
<surname>GuiLu</surname>
<given-names>L</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Security of Quantum Secure Direct Communication Based on Wyner&#x2019;s Wiretap Channel Theory</article-title>. <source>Quan Eng</source> (<year>2019</year>) <volume>1</volume>(<issue>4</issue>):<fpage>e26</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1002/que2.26</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B27">
<label>27.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Qi</surname>
<given-names>R</given-names>
</name>
<name>
<surname>Sun</surname>
<given-names>Z</given-names>
</name>
<name>
<surname>Lin</surname>
<given-names>Z</given-names>
</name>
<name>
<surname>Niu</surname>
<given-names>P</given-names>
</name>
<name>
<surname>Hao</surname>
<given-names>W</given-names>
</name>
<name>
<surname>Song</surname>
<given-names>L</given-names>
</name>
<etal/>
</person-group> <article-title>Implementation and Security Analysis of Practical Quantum Secure Direct Communication</article-title>. <source>Light Sci Appl</source> (<year>2019</year>) <volume>8</volume>(<issue>1</issue>):<fpage>22</fpage>&#x2013;<lpage>8</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1038/s41377-019-0132-3</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B28">
<label>28.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Sun</surname>
<given-names>Z</given-names>
</name>
<name>
<surname>Song</surname>
<given-names>L</given-names>
</name>
<name>
<surname>Huang</surname>
<given-names>Q</given-names>
</name>
<name>
<surname>Yin</surname>
<given-names>L</given-names>
</name>
<name>
<surname>Long</surname>
<given-names>G</given-names>
</name>
<name>
<surname>Lu</surname>
<given-names>J</given-names>
</name>
<etal/>
</person-group> <article-title>Toward Practical Quantum Secure Direct Communication: a Quantum-memory-free Protocol and Code Design</article-title>. <source>IEEE Trans Commun</source> (<year>2020</year>) <volume>68</volume>(<issue>9</issue>):<fpage>5778</fpage>&#x2013;<lpage>92</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1109/tcomm.2020.3006201</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B29">
<label>29.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>GuiLu</surname>
<given-names>L</given-names>
</name>
<name>
<surname>Zhang</surname>
<given-names>HR</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Drastic Increase of Channel Capacity in Quantum Secure Direct Communication Using Masking</article-title>. <source>Sci Bull</source> (<year>2021</year>) <volume>66</volume>(<issue>13</issue>):<fpage>1267</fpage>&#x2013;<lpage>9</lpage>. </citation>
</ref>
<ref id="B30">
<label>30.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Niu</surname>
<given-names>P-H</given-names>
</name>
<name>
<surname>Zhou</surname>
<given-names>Z-R</given-names>
</name>
<name>
<surname>Lin</surname>
<given-names>Z-S</given-names>
</name>
<name>
<surname>Sheng</surname>
<given-names>Y-B</given-names>
</name>
<name>
<surname>Yin</surname>
<given-names>L-G</given-names>
</name>
<name>
<surname>Long</surname>
<given-names>G-L</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Measurement-device-independent Quantum Communication without Encryption</article-title>. <source>Sci Bull</source> (<year>2018</year>) <volume>63</volume>(<issue>20</issue>):<fpage>1345</fpage>&#x2013;<lpage>50</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.scib.2018.09.009</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B31">
<label>31.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Zhou</surname>
<given-names>Z</given-names>
</name>
<name>
<surname>Sheng</surname>
<given-names>Y</given-names>
</name>
<name>
<surname>Niu</surname>
<given-names>P</given-names>
</name>
<name>
<surname>Yin</surname>
<given-names>L</given-names>
</name>
<name>
<surname>Long</surname>
<given-names>G</given-names>
</name>
<name>
<surname>Hanzo</surname>
<given-names>L</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Measurement-device-independent Quantum Secure Direct Communication</article-title>. <source>Sci China Phys Mech Astron</source> (<year>2020</year>) <volume>63</volume>(<issue>3</issue>):<fpage>230362</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/s11433-019-1450-8</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B32">
<label>32.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Zou</surname>
<given-names>Z-K</given-names>
</name>
<name>
<surname>Zhou</surname>
<given-names>L</given-names>
</name>
<name>
<surname>Zhong</surname>
<given-names>W</given-names>
</name>
<name>
<surname>Sheng</surname>
<given-names>Y-B</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Measurement-device-independent Quantum Secure Direct Communication of Multiple Degrees of freedom of a Single Photon</article-title>. <source>Epl</source> (<year>2020</year>) <volume>131</volume>(<issue>4</issue>):<fpage>40005</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1209/0295-5075/131/40005</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B33">
<label>33.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Zhou</surname>
<given-names>L</given-names>
</name>
<name>
<surname>Sheng</surname>
<given-names>Y-B</given-names>
</name>
<name>
<surname>Long</surname>
<given-names>G-L</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Device-independent Quantum Secure Direct Communication against Collective Attacks</article-title>. <source>Sci Bull</source> (<year>2020</year>) <volume>65</volume>(<issue>1</issue>):<fpage>12</fpage>&#x2013;<lpage>20</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.scib.2019.10.025</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B34">
<label>34.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Zhou</surname>
<given-names>L</given-names>
</name>
<name>
<surname>Sheng</surname>
<given-names>Y-B</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>One-step Device-independent Quantum Secure Direct Communication</article-title>. <source>Sci China Phys Mech Astron</source> (<year>2022</year>) <volume>65</volume>:<fpage>250311</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/s11433-021-1863-9</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B35">
<label>35.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Tao</surname>
<given-names>L</given-names>
</name>
<name>
<surname>GuiLu</surname>
<given-names>L</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Quantum Secure Direct Communication Based on Single-Photon Bell-state Measurement</article-title>. <source>New J Phys</source> (<year>2020</year>) <volume>22</volume>(<issue>6</issue>):<fpage>063017</fpage>. </citation>
</ref>
<ref id="B36">
<label>36.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Gao</surname>
<given-names>CY</given-names>
</name>
<name>
<surname>Guo</surname>
<given-names>PL</given-names>
</name>
<name>
<surname>Ren</surname>
<given-names>BC</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Efficient Quantum Secure Direct Communication with Complete Bell-state Measurement</article-title>. <source>Quan Eng</source> (<year>2021</year>) <volume>3</volume>(<issue>4</issue>):<fpage>e83</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1002/que2.83</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B37">
<label>37.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Hu</surname>
<given-names>J-Y</given-names>
</name>
<name>
<surname>Yu</surname>
<given-names>B</given-names>
</name>
<name>
<surname>Jing</surname>
<given-names>M-Y</given-names>
</name>
<name>
<surname>Xiao</surname>
<given-names>L-T</given-names>
</name>
<name>
<surname>Jia</surname>
<given-names>S-T</given-names>
</name>
<name>
<surname>Qin</surname>
<given-names>G-Q</given-names>
</name>
<etal/>
</person-group> <article-title>Experimental Quantum Secure Direct Communication with Single Photons</article-title>. <source>Light Sci Appl</source> (<year>2016</year>) <volume>5</volume>(<issue>9</issue>):<fpage>e16144</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1038/lsa.2016.144</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B38">
<label>38.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Zhang</surname>
<given-names>W</given-names>
</name>
<name>
<surname>Ding</surname>
<given-names>D-S</given-names>
</name>
<name>
<surname>Sheng</surname>
<given-names>Y-B</given-names>
</name>
<name>
<surname>Zhou</surname>
<given-names>L</given-names>
</name>
<name>
<surname>Shi</surname>
<given-names>B-S</given-names>
</name>
<name>
<surname>Guo</surname>
<given-names>G-C</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Quantum Secure Direct Communication with Quantum Memory</article-title>. <source>Phys Rev Lett</source> (<year>2017</year>) <volume>118</volume>(<issue>22</issue>):<fpage>220501</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1103/physrevlett.118.220501</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B39">
<label>39.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Zhu</surname>
<given-names>F</given-names>
</name>
<name>
<surname>Zhang</surname>
<given-names>W</given-names>
</name>
<name>
<surname>Sheng</surname>
<given-names>Y</given-names>
</name>
<name>
<surname>Huang</surname>
<given-names>Y</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Experimental Long-Distance Quantum Secure Direct Communication</article-title>. <source>Sci Bull</source> (<year>2017</year>) <volume>62</volume>(<issue>22</issue>):<fpage>1519</fpage>&#x2013;<lpage>24</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.scib.2017.10.023</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B40">
<label>40.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Wang</surname>
<given-names>XF</given-names>
</name>
<name>
<surname>Sun</surname>
<given-names>XJ</given-names>
</name>
<name>
<surname>Liu</surname>
<given-names>YX</given-names>
</name>
<name>
<surname>Wang</surname>
<given-names>W</given-names>
</name>
<name>
<surname>Kan</surname>
<given-names>BX</given-names>
</name>
<name>
<surname>Dong</surname>
<given-names>P</given-names>
</name>
<etal/>
</person-group> <article-title>Transmission of Photonic Polarization States from Geosynchronous Earth Orbit Satellite to the Ground</article-title>. <source>Quan Eng</source> (<year>2021</year>) <volume>3</volume>(<issue>3</issue>):<fpage>e73</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1002/que2.73</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B41">
<label>41.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>You</surname>
<given-names>X</given-names>
</name>
<name>
<surname>Wang</surname>
<given-names>C-X</given-names>
</name>
<name>
<surname>Huang</surname>
<given-names>J</given-names>
</name>
<name>
<surname>Gao</surname>
<given-names>X</given-names>
</name>
<name>
<surname>Zhang</surname>
<given-names>Z</given-names>
</name>
<name>
<surname>Wang</surname>
<given-names>M</given-names>
</name>
<etal/>
</person-group> <article-title>Towards 6G Wireless Communication Networks: Vision, Enabling Technologies, and New Paradigm Shifts</article-title>. <source>Sci China Inf Sci</source> (<year>2021</year>) <volume>64</volume>(<issue>1</issue>):<fpage>110301</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/s11432-020-2955-6</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B42">
<label>42.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>GuiLu</surname>
<given-names>L</given-names>
</name>
<name>
<surname>Pan</surname>
<given-names>D</given-names>
</name>
<name>
<surname>Xue</surname>
<given-names>QK</given-names>
</name>
<name>
<surname>Lajos</surname>
<given-names>H</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>An Evolutionary Pathway for the Quantum Internet Relying on Secure Classical Repeaters</article-title>. <source>Quan Commun Quan Signal Process</source> (<year>2022</year>). </citation>
</ref>
<ref id="B43">
<label>43.</label>
<citation citation-type="confproc">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Grover</surname>
<given-names>LK</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>A Fast Quantum Mechanical Algorithm for Database Search</article-title>. <conf-name>Proceedings of the 28th Annual ACM Symposium on the Theory of Computing</conf-name>. <conf-loc>Philadelphia Pennsylvania USA</conf-loc>. <conf-date>22 May 1996</conf-date>. <publisher-loc>Philadelphia</publisher-loc>: <publisher-name>ACM</publisher-name>. p. <fpage>212</fpage>&#x2013;<lpage>9</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1145/237814.237866</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B44">
<label>44.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Grover</surname>
<given-names>LK</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Quantum Mechanics Helps in Searching for a Needle in a Haystack</article-title>. <source>Phys Rev Lett</source> (<year>1997</year>) <volume>79</volume>(<issue>2</issue>):<fpage>325</fpage>&#x2013;<lpage>8</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1103/physrevlett.79.325</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B45">
<label>45.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Zhang</surname>
<given-names>W-W</given-names>
</name>
<name>
<surname>Li</surname>
<given-names>D</given-names>
</name>
<name>
<surname>Song</surname>
<given-names>T-T</given-names>
</name>
<name>
<surname>Li</surname>
<given-names>Y-B</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Quantum Private Comparison Based on Quantum Search Algorithm</article-title>. <source>Int J Theor Phys</source> (<year>2013</year>) <volume>52</volume>(<issue>5</issue>):<fpage>1466</fpage>&#x2013;<lpage>73</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/s10773-012-1464-4</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B46">
<label>46.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Hsu</surname>
<given-names>LY</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Quantum Secret-Sharing Protocol Based on Grover&#x2019;s Algorithm</article-title>. <source>Phys Rev A</source> (<year>2003</year>) <volume>68</volume>(<issue>2</issue>):<fpage>022306</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1103/physreva.68.022306</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B47">
<label>47.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Cao</surname>
<given-names>H</given-names>
</name>
<name>
<surname>Ma</surname>
<given-names>W</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Multiparty Quantum Key Agreement Based on Quantum Search Algorithm</article-title>. <source>Sci Rep</source> (<year>2017</year>) <volume>7</volume>:<fpage>45046</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1038/srep45046</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B48">
<label>48.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Wang</surname>
<given-names>C</given-names>
</name>
<name>
<surname>Liang</surname>
<given-names>H</given-names>
</name>
<name>
<surname>Song</surname>
<given-names>SY</given-names>
</name>
<name>
<surname>GuiLu</surname>
<given-names>L</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Quantum Direct Communication Based on Quantum Search Algorithm</article-title>. <source>Int J Quan Inf</source> (<year>2010</year>) <volume>8</volume>(<issue>3</issue>):<fpage>443</fpage>&#x2013;<lpage>50</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1142/s0219749910006071</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B49">
<label>49.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Tseng</surname>
<given-names>H-Y</given-names>
</name>
<name>
<surname>Tsai</surname>
<given-names>C-W</given-names>
</name>
<name>
<surname>Hwang</surname>
<given-names>T</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Controlled Deterministic Secure Quantum Communication Based on Quantum Search Algorithm</article-title>. <source>Int J Theor Phys</source> (<year>2012</year>) <volume>51</volume>(<issue>8</issue>):<fpage>2447</fpage>&#x2013;<lpage>54</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/s10773-012-1125-7</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B50">
<label>50.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Kao</surname>
<given-names>S-H</given-names>
</name>
<name>
<surname>Hwang</surname>
<given-names>T</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Multiparty Controlled Quantum Secure Direct Communication Based on Quantum Search Algorithm</article-title>. <source>Quan Inf Process</source> (<year>2013</year>) <volume>12</volume>(<issue>12</issue>):<fpage>3791</fpage>&#x2013;<lpage>805</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/s11128-013-0636-3</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B51">
<label>51.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Yin</surname>
<given-names>A</given-names>
</name>
<name>
<surname>Lin</surname>
<given-names>W</given-names>
</name>
<name>
<surname>He</surname>
<given-names>K</given-names>
</name>
<name>
<surname>Han</surname>
<given-names>Z</given-names>
</name>
<name>
<surname>Fan</surname>
<given-names>P</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Controlled Bidirectional Quantum Secure Direct Communication Protocol Based on Grover&#x27;s Algorithm</article-title>. <source>Mod Phys Lett A</source> (<year>2020</year>) <volume>35</volume>(<issue>28</issue>):<fpage>2050228</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1142/s0217732320502284</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B52">
<label>52.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Briegel</surname>
<given-names>HJ</given-names>
</name>
<name>
<surname>Raussendorf</surname>
<given-names>R</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Persistent Entanglement in Arrays of Interacting Particles</article-title>. <source>Phys Rev Lett</source> (<year>2001</year>) <volume>86</volume>(<issue>5</issue>):<fpage>910</fpage>&#x2013;<lpage>3</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1103/PhysRevLett.86.910</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B53">
<label>53.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Raussendorf</surname>
<given-names>R</given-names>
</name>
<name>
<surname>Briegel</surname>
<given-names>HJ</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>A One-Way Quantum Computer</article-title>. <source>Phys Rev Lett</source> (<year>2001</year>) <volume>86</volume>(<issue>22</issue>):<fpage>5188</fpage>&#x2013;<lpage>91</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1103/PhysRevLett.86.5188</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B54">
<label>54.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Hein</surname>
<given-names>M</given-names>
</name>
<name>
<surname>D&#xfc;r</surname>
<given-names>W</given-names>
</name>
<name>
<surname>Briegel</surname>
<given-names>H-J</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Entanglement Properties of Multipartite Entangled States under the Influence of Decoherence</article-title>. <source>Phys Rev A</source> (<year>2005</year>) <volume>71</volume>(<issue>3</issue>):<fpage>32350</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1103/physreva.71.032350</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B55">
<label>55.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Kiesel</surname>
<given-names>N</given-names>
</name>
<name>
<surname>Schmid</surname>
<given-names>C</given-names>
</name>
<name>
<surname>Weber</surname>
<given-names>U</given-names>
</name>
<name>
<surname>T&#xf3;th</surname>
<given-names>G</given-names>
</name>
<name>
<surname>G&#xfc;hne</surname>
<given-names>O</given-names>
</name>
<name>
<surname>Ursin</surname>
<given-names>R</given-names>
</name>
<etal/>
</person-group> <article-title>Experimental Analysis of a Four-Qubit Photon Cluster State</article-title>. <source>Phys Rev Lett</source> (<year>2005</year>) <volume>95</volume>(<issue>21</issue>):<fpage>210502</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1103/PhysRevLett.95.210502</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B56">
<label>56.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Lu</surname>
<given-names>C-Y</given-names>
</name>
<name>
<surname>Zhou</surname>
<given-names>X-Q</given-names>
</name>
<name>
<surname>G&#xfc;hne</surname>
<given-names>O</given-names>
</name>
<name>
<surname>Gao</surname>
<given-names>W-B</given-names>
</name>
<name>
<surname>Zhang</surname>
<given-names>J</given-names>
</name>
<name>
<surname>Yuan</surname>
<given-names>Z-S</given-names>
</name>
<etal/>
</person-group> <article-title>Experimental Entanglement of Six Photons in Graph States</article-title>. <source>Nat Phys</source> (<year>2007</year>) <volume>3</volume>(<issue>2</issue>):<fpage>91</fpage>&#x2013;<lpage>5</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1038/nphys507</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B57">
<label>57.</label>
<citation citation-type="web">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Wen</surname>
<given-names>K</given-names>
</name>
<name>
<surname>Deng</surname>
<given-names>FG</given-names>
</name>
<name>
<surname>GuiLu</surname>
<given-names>L</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Secure Reusable Base-String in Quantum Key Distribution</article-title> (<year>2007</year>). <comment>Available at: <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://arxiv.org/abs/0706.3791">https://arxiv.org/abs/0706.3791</ext-link>
</comment> (<comment>Accessed October 8, 2021</comment>). </citation>
</ref>
<ref id="B58">
<label>58.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Li</surname>
<given-names>CY</given-names>
</name>
<name>
<surname>Zhou</surname>
<given-names>HY</given-names>
</name>
<name>
<surname>Wang</surname>
<given-names>Y</given-names>
</name>
<name>
<surname>Deng</surname>
<given-names>FG</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Secure Quantum Key Distribution Network with Bell States and Local Unitary Operations</article-title>. <source>Chin Phys Lett</source> (<year>2007</year>) <volume>22</volume>(<issue>5</issue>):<fpage>1049</fpage>&#x2013;<lpage>52</lpage>. </citation>
</ref>
<ref id="B59">
<label>59.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Gao</surname>
<given-names>F</given-names>
</name>
<name>
<surname>Qin</surname>
<given-names>S-J</given-names>
</name>
<name>
<surname>Guo</surname>
<given-names>F-Z</given-names>
</name>
<name>
<surname>Wen</surname>
<given-names>Q-Y</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Cryptanalysis of Quantum Secure Direct Communication and Authentication Scheme via Bell States</article-title>. <source>Chin Phys. Lett.</source> (<year>2011</year>) <volume>28</volume>(<issue>2</issue>):<fpage>020303</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1088/0256-307x/28/2/020303</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B60">
<label>60.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Man</surname>
<given-names>ZX</given-names>
</name>
<name>
<surname>Zhang</surname>
<given-names>ZJ</given-names>
</name>
<name>
<surname>Li</surname>
<given-names>Y</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Quantum Dialogue Revisited</article-title>. <source>Chin Phys Lett</source> (<year>2005</year>) <volume>22</volume>(<issue>1</issue>):<fpage>22</fpage>&#x2013;<lpage>4</lpage>. </citation>
</ref>
<ref id="B61">
<label>61.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Cai</surname>
<given-names>Q-Y</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Eavesdropping on the Two-Way Quantum Communication Protocols with Invisible Photons</article-title>. <source>Phys Lett A</source> (<year>2006</year>) <volume>351</volume>:<fpage>23</fpage>&#x2013;<lpage>5</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.physleta.2005.10.050</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B62">
<label>62.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Deng</surname>
<given-names>FG</given-names>
</name>
<name>
<surname>Li</surname>
<given-names>XH</given-names>
</name>
<name>
<surname>Zhou</surname>
<given-names>HY</given-names>
</name>
<name>
<surname>Zhang</surname>
<given-names>ZJ</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Improving the Security of Multiparty Quantum Secret Sharing against Trojan Horse Attack</article-title>. <source>Phys Rev A</source> (<year>2005</year>) <volume>72</volume>(<issue>4</issue>):<fpage>440</fpage>&#x2013;<lpage>50</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1103/physreva.72.044302</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B63">
<label>63.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Liu</surname>
<given-names>B</given-names>
</name>
<name>
<surname>Xiao</surname>
<given-names>D</given-names>
</name>
<name>
<surname>Jia</surname>
<given-names>H-Y</given-names>
</name>
<name>
<surname>Liu</surname>
<given-names>R-Z</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Collusive Attacks to "circle-type" Multi-Party Quantum Key Agreement Protocols</article-title>. <source>Quan Inf Process</source> (<year>2016</year>) <volume>15</volume>(<issue>5</issue>):<fpage>2113</fpage>&#x2013;<lpage>24</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/s11128-016-1264-5</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B64">
<label>64.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Ahmed</surname>
<given-names>E</given-names>
</name>
<name>
<surname>Safia</surname>
<given-names>A</given-names>
</name>
<name>
<surname>Hussein</surname>
<given-names>A</given-names>
</name>
<name>
<surname>Safwat</surname>
<given-names>H</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Improving the Security of Multi-Party Quantum Key Agreement with Five-Qubit Brown States</article-title>. <source>Comput Commun</source> (<year>2020</year>) <volume>159</volume>:<fpage>155</fpage>&#x2013;<lpage>60</lpage>. </citation>
</ref>
<ref id="B65">
<label>65.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Lu</surname>
<given-names>H</given-names>
</name>
<name>
<surname>Huang</surname>
<given-names>C-Y</given-names>
</name>
<name>
<surname>Li</surname>
<given-names>Z-D</given-names>
</name>
<name>
<surname>Yin</surname>
<given-names>X-F</given-names>
</name>
<name>
<surname>Zhang</surname>
<given-names>R</given-names>
</name>
<name>
<surname>Liao</surname>
<given-names>T-L</given-names>
</name>
<etal/>
</person-group> <article-title>Counting Classical Nodes in Quantum Networks</article-title>. <source>Phys Rev Lett</source> (<year>2020</year>) <volume>124</volume>(<issue>18</issue>):<fpage>180503</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1103/physrevlett.124.180503</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B66">
<label>66.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Huang</surname>
<given-names>CY</given-names>
</name>
<name>
<surname>Lambert</surname>
<given-names>N</given-names>
</name>
<name>
<surname>Li</surname>
<given-names>CM</given-names>
</name>
<name>
<surname>Lu</surname>
<given-names>YT</given-names>
</name>
<name>
<surname>Franco</surname>
<given-names>N</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Securing Quantum Networking Tasks with Multipartite Einstein-Podolsky-Rosen Steering</article-title>. <source>Phys Rev A</source> (<year>2019</year>) <volume>99</volume>(<issue>1</issue>):<fpage>012302</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1103/physreva.99.012302</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B67">
<label>67.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>He</surname>
<given-names>QY</given-names>
</name>
<name>
<surname>Reid</surname>
<given-names>MD</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Genuine Multipartite Einstein-Podolsky-Rosen Steering</article-title>. <source>Phys Rev Lett</source> (<year>250403201</year>) <volume>111</volume>(<issue>25</issue>):<fpage>250403</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1103/PhysRevLett.111.250403</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B68">
<label>68.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Li</surname>
<given-names>CM</given-names>
</name>
<name>
<surname>Chen</surname>
<given-names>K</given-names>
</name>
<name>
<surname>Chen</surname>
<given-names>YN</given-names>
</name>
<name>
<surname>Zhang</surname>
<given-names>Q</given-names>
</name>
<name>
<surname>Chen</surname>
<given-names>YA</given-names>
</name>
<name>
<surname>Pan</surname>
<given-names>JW</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Genuine High-Order Einstein-Podolsky-Rosen Steering</article-title>. <source>Phys Rev Lett</source> (<year>2015</year>) <volume>115</volume>(<issue>1</issue>):<fpage>010402</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1103/PhysRevLett.115.010402</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B69">
<label>69.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Cabello</surname>
<given-names>A</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Quantum Key Distribution in the Holevo Limit</article-title>. <source>Phys Rev Lett</source> (<year>2000</year>) <volume>85</volume>(<issue>1</issue>):<fpage>5635</fpage>&#x2013;<lpage>8</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1103/PhysRevLett.85.5635</pub-id> </citation>
</ref>
</ref-list>
</back>
</article>