BB84-টাইপ অনিশ্চয়তা সম্পর্ক এবং পাওলি পারস্পরিক সম্পর্ক সীমাবদ্ধতার মাধ্যমে সহজ এবং ব্যবহারিক DIQKD নিরাপত্তা বিশ্লেষণ

উত্স নোড: 1727058

মিশেল মাসিনি, স্টেফানো পিরোনিও এবং এরিক উডহেড

Laboratoire d'Information Quantique, Université libre de Bruxelles (ULB), বেলজিয়াম

এই কাগজ আকর্ষণীয় খুঁজুন বা আলোচনা করতে চান? স্কাইটে বা স্কাইরেটে একটি মন্তব্য দিন.

বিমূর্ত

এনট্রপি একুমুলেশন থিওরেম অনুসারে, একটি ডিভাইস-স্বাধীন কোয়ান্টাম কী ডিস্ট্রিবিউশন প্রোটোকলের শর্তহীন নিরাপত্তা প্রমাণ করা ট্রেডঅফ ফাংশন অর্জনে হ্রাস করে, অর্থাৎ, বেল রৈখিক ফাংশনালগুলির একটি ফাংশন হিসাবে কাঁচা কী-এর একক-রাউন্ড ভন নিউম্যান এনট্রপির উপর সীমাবদ্ধ। একটি eavesdropper এর কোয়ান্টাম পার্শ্ব তথ্য. এই কাজে, আমরা বর্ণনা করি কিভাবে শর্তসাপেক্ষ এনট্রপিকে 2-ইনপুট/2-আউটপুট সেটিং-এ আবদ্ধ করা যেতে পারে, যেখানে কোয়ান্টাম সীমাবদ্ধতার সাথে সুপরিচিত BB84 প্রোটোকলের ভেরিয়েন্টগুলির জন্য এনট্রপি সীমার সমন্বয় করে বিশ্লেষণটি qubit সিস্টেমে হ্রাস করা যেতে পারে। অ্যালিস এবং বব দ্বারা ভাগ করা দ্বিপক্ষীয় সিস্টেমে qubit অপারেটরগুলিতে। পদ্ধতিটি এনট্রপিতে বিশ্লেষণাত্মক সীমানা দেয়, বা যুক্তিসঙ্গত গণনার সময়ে আধা-বিশ্লেষকগুলি দেয়, যা সাধারণত অনুকূলের কাছাকাছি থাকে। আমরা ডিভাইস-স্বাধীন CHSH QKD প্রোটোকলের একটি বৈকল্পিক পদ্ধতির উপর দৃষ্টিভঙ্গি চিত্রিত করি যেখানে উভয় ঘাঁটি কী তৈরি করতে ব্যবহৃত হয় সেইসাথে ক্ষতির ক্ষেত্রে মূল একক-বেস বৈকল্পিকটির আরও পরিমার্জিত বিশ্লেষণে। বর্তমান পরীক্ষামূলক ক্ষমতার নাগালের মধ্যে, আমরা বিশেষত একটি সনাক্তকরণ দক্ষতা থ্রেশহোল্ড 80.26% এর সামান্য নিচে পাই।

ডিভাইস-ইন্ডিপেন্ডেন্ট কোয়ান্টাম কী ডিস্ট্রিবিউশন (DIQKD) প্রোটোকল, কোয়ান্টাম ননলোক্যালিটির ঘটনাকে কাজে লাগিয়ে, দুইজন ব্যবহারকারীকে একটি গোপন কী প্রতিষ্ঠা করার অনুমতি দেয় এমনকি কোয়ান্টাম ডিভাইস ব্যবহার করার সময়ও যেগুলি তারা বিশ্বাস করে না। আমরা টু-ইনপুট/টু-আউটপুট DIQKD প্রোটোকলের (DIQKD প্রোটোকলগুলির একটি পরিবার যেগুলির বাস্তবায়নের জন্য শুধুমাত্র জোড়া qubits প্রয়োজন) এর মূল হারে নিম্ন সীমা গণনা করার জন্য একটি নতুন এবং বহুমুখী পদ্ধতি প্রদান করি। আমরা আমাদের পদ্ধতি বিভিন্ন প্রোটোকলে প্রয়োগ করি, শব্দ এবং ফোটন ক্ষয় সহনশীলতার ক্ষেত্রে নতুন ফলাফল লাভ করি।

► বিবিটেক্স ডেটা

। তথ্যসূত্র

[1] জন এস বেল। আইনস্টাইন পোডলস্কি রোজেন প্যারাডক্সের উপর। পদার্থবিদ্যা, 1 (3): 195–200, 1964. URL http://​/​cds.cern.ch/​record/​111654/​।
http://​cds.cern.ch/​record/​111654/​

[2] নিকোলাস ব্রুনার, ড্যানিয়েল ক্যাভালকান্টি, স্টেফানো পিরোনিও, ভ্যালেরিও স্কারানি এবং স্টেফানি ওয়েহনার। বেল nonlocality. রেভ. মোড Phys., 86: 419–478, এপ্রিল 2014. 10.1103/RevModPhys.86.419.
https: / / doi.org/ 10.1103 / RevModPhys.86.419

[3] আন্তোনিও অ্যাসিন, নিকোলাস ব্রুনার, নিকোলাস গিসিন, সার্জ ম্যাসার, স্টেফানো পিরোনিও এবং ভ্যালেরিও স্কারানি। যৌথ আক্রমণের বিরুদ্ধে কোয়ান্টাম ক্রিপ্টোগ্রাফির ডিভাইস-স্বাধীন নিরাপত্তা। ফিজ। Rev. Lett., 98: 230501, Jun 2007. 10.1103/​physRevLett.98.230501.
https: / / doi.org/ 10.1103 / ফিজিরভাইলেট .98.230501

[4] DP Nadlinger, P Drmota, BC Nichol, G Araneda, D Main, R Srinivas, DM Lucas, CJ Balance, K Ivanov, EY-Z Tan, et al. বেলের উপপাদ্য দ্বারা প্রত্যয়িত পরীক্ষামূলক কোয়ান্টাম কী বিতরণ। প্রকৃতি, 607 (7920): 682–686, 2022। 10.1038/​s41586-022-04941-5।
https:/​/​doi.org/​10.1038/​s41586-022-04941-5

[5] ওয়েই ঝাং, টিম ভ্যান লেন্ট, কাই রেডেকার, রবার্ট গার্থফ, রেনে শোননেক, ফ্লোরিয়ান ফার্টিগ, সেবাস্টিয়ান এপেল্ট, ওয়েনজামিন রোজেনফেল্ড, ভ্যালেরিও স্কারানি, চার্লস সিডব্লিউ লিম, এট আল। দূরবর্তী ব্যবহারকারীদের জন্য একটি ডিভাইস-স্বাধীন কোয়ান্টাম কী বিতরণ ব্যবস্থা। প্রকৃতি, 607 (7920): 687–691, 2022. 10.1038/​s41586-022-04891-y.
https: / / doi.org/ 10.1038 / s41586-022-04891-y

[6] ওয়েন-ঝাও লিউ, ইউ-ঝে ঝাং, ই-ঝেং ঝেন, মিং-হান লি, ইয়াং লিউ, জিংইউন ফ্যান, ফেইহু জু, কিয়াং ঝাং এবং জিয়ান-ওয়েই প্যান। ডিভাইস-স্বাধীন কোয়ান্টাম কী বিতরণের একটি ফোটোনিক প্রদর্শনের দিকে। ফিজ। Rev. Lett., 129 (5): 050502, 2022. 10.1103/​physRevLett.129.050502.
https: / / doi.org/ 10.1103 / ফিজিরভাইলেট .129.050502

[7] রোটেম আর্নন-ফ্রাইডম্যান, ফ্রেডেরিক ডুপুইস, ওমর ফাওজি, রেনাটো রেনার এবং টমাস ভিডিক। এনট্রপি সংগ্রহের মাধ্যমে ব্যবহারিক ডিভাইস-স্বাধীন কোয়ান্টাম ক্রিপ্টোগ্রাফি। নাট। কমিউন।, 9: 459, জানুয়ারী 2018। 10.1038/​s41467-017-02307-4।
https:/​/​doi.org/​10.1038/​s41467-017-02307-4

[8] ইয়ানবাও ঝাং, হংহাও ফু এবং ইমানুয়েল নিল। কোয়ান্টাম সম্ভাব্যতা অনুমান দ্বারা দক্ষ এলোমেলোতা শংসাপত্র। ফিজ। রেভ. রিসার্চ, 2: 013016, জানুয়ারী 2020। 10.1103/​PhysRevResearch.2.013016।
https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevResearch.2.013016

[9] আর্নেস্ট ওয়াইজেড ট্যান, রেনে শোননেক, কুন টং গো, ইগনাশিয়াস উইলিয়াম প্রিমাতমাজা এবং চার্লস সিডব্লিউ লিম। অবিশ্বস্ত ডিভাইসের সাথে কোয়ান্টাম ক্রিপ্টোগ্রাফির জন্য সুরক্ষিত মূল হার গণনা করা। npj কোয়ান্টাম তথ্য, 7 (1): 1–6, 2021। 10.1038/​s41534-021-00494-z।
https://​doi.org/​10.1038/​s41534-021-00494-z

[10] René Schwonnek, Kuon Tong Goh, Ignatius W. Primaatmaja, Ernest Y.-Z. ট্যান, রামোনা উলফ, ভ্যালেরিও স্কারানি এবং চার্লস সি.-ডব্লিউ. লিম র্যান্ডম কী ভিত্তিতে ডিভাইস-স্বাধীন কোয়ান্টাম কী বিতরণ। নাট। কমিউন।, মে 2021। 10.1038/​s41467-021-23147-3।
https:/​/​doi.org/​10.1038/​s41467-021-23147-3

[11] আর্নেস্ট ওয়াই-জেড। ট্যান, পাভেল সেকাতস্কি, জিন-ড্যানিয়েল ব্যাঙ্কাল, রেনে শোননেক, রেনাটো রেনার, নিকোলাস সাঙ্গুয়ার্ড এবং চার্লস সি.-ডব্লিউ। লিম সীমিত আকারের বিশ্লেষণ সহ উন্নত DIQKD প্রোটোকল। ডিসেম্বর 2020। URL https://​/​doi.org/​10.48550/​arXiv.2012.08714।
https://​doi.org/​10.48550/​arXiv.2012.08714

[12] পিটার ব্রাউন, হামজা ফাওজি এবং ওমর ফাওজি। কোয়ান্টাম পারস্পরিক সম্পর্কগুলির জন্য শর্তসাপেক্ষ এনট্রপিগুলি গণনা করা। নাট। কমিউন।, 12:575, জানুয়ারী 2021a। 10.1038/​s41467-020-20018-1।
https:/​/​doi.org/​10.1038/​s41467-020-20018-1

[13] পিটার ব্রাউন, হামজা ফাওজি এবং ওমর ফাওজি। শর্তাধীন ভন নিউম্যান এনট্রপিতে ডিভাইস-স্বাধীন নিম্ন সীমানা। জুন 2021 খ. URL https://​/​doi.org/​10.48550/​arXiv.2106.13692।
https://​doi.org/​10.48550/​arXiv.2106.13692

[14] এরিক উডহেড, আন্তোনিও অ্যাসিন এবং স্টেফানো পিরোনিও। অপ্রতিসম CHSH অসমতার সাথে ডিভাইস-স্বাধীন কোয়ান্টাম কী বিতরণ। কোয়ান্টাম, 5: 443, এপ্রিল 2021। 10.22331/q-2021-04-26-443।
https:/​/​doi.org/​10.22331/​q-2021-04-26-443

[15] রেনাটো রেনার, নিকোলাস গিসিন এবং বারবারা ক্রাউস। কোয়ান্টাম-কী-ডিস্ট্রিবিউশন প্রোটোকলের জন্য তথ্য-তাত্ত্বিক নিরাপত্তা প্রমাণ। ফিজ। Rev. A, 72: 012332, Jul 2005. 10.1103/ PhysRevA.72.012332.
https: / / doi.org/ 10.1103 / ফিজারিভা 72.012332

[16] অলিভার কার্ন এবং জোসেফ এম. রেনেস। BB84 এবং 6-স্টেট প্রোটোকলের জন্য উন্নত একমুখী হার। কোয়ান্টাম ইনফ। কম্পিউট।, 8 (8,9): 0756–0772, সেপ্টেম্বর 2008। 10.26421/QIC8.8-9-6।
https://​doi.org/​10.26421/​QIC8.8-9-6

[17] ইগর ডেভেটাক এবং আন্দ্রেয়াস উইন্টার। কোয়ান্টাম অবস্থা থেকে গোপন কী এবং এনট্যাঙ্গলমেন্টের পাতন। Proc. R. Soc. A, 461 (2053): 207–235, জানুয়ারী 2005। 10.1098/​rspa.2004.1372।
https: / / doi.org/ 10.1098 / RSSpa.2004.1372

[18] স্টেফানো পিরোনিও, আন্তোনিও অ্যাসিন, নিকোলাস ব্রুনার, নিকোলাস গিসিন, সার্জ ম্যাসার এবং ভ্যালেরিও স্কারানি। ডিভাইস-স্বাধীন কোয়ান্টাম কী বিতরণ সম্মিলিত আক্রমণের বিরুদ্ধে সুরক্ষিত। নিউ জে. ফিজ., 11 (4): 045021, এপ্রিল 2009. 10.1088/​1367-2630/​11/​4/​045021।
https:/​/​doi.org/​10.1088/​1367-2630/​11/​4/​045021

[19] মারিও বার্টা, ম্যাথিয়াস ক্রিস্ট্যান্ডল, রজার কোলবেক, জোসেফ এম রেনেস এবং রেনাটো রেনার। কোয়ান্টাম মেমরির উপস্থিতিতে অনিশ্চয়তার নীতি। নেচার ফিজ।, 6: 659–662, জুলাই 2010। 10.1038/nphys1734।
https://​doi.org/​10.1038/​nphys1734

[20] এরিক উডহেড। স্থানীয় র্যান্ডমাইজেশন এবং ডিভাইসের ত্রুটি সহ Bennett-Brassard 1984 প্রোটোকলের জন্য টাইট অ্যাসিম্পটোটিক কী রেট। ফিজ। Rev. A, 90: 022306, আগস্ট 2014. 10.1103/​physRevA.90.022306।
https: / / doi.org/ 10.1103 / ফিজারিভা 90.022306

[21] জিন বি ল্যাসেরে। বহুপদ এবং মুহূর্তের সমস্যা সহ বিশ্বব্যাপী অপ্টিমাইজেশান। SIAM J. Comput., 11: 796–817, 2001. 10.1137/​S1052623400366802।
https: / / doi.org/ 10.1137 / S1052623400366802

[22] ডি. হেনরিয়ন এবং জে.-বি. ল্যাসেরে। বহুপদী ম্যাট্রিক্স অসমতার অভিসারী শিথিলতা এবং স্ট্যাটিক আউটপুট প্রতিক্রিয়া। আইইইই ট্রান্স। অটোম নিয়ন্ত্রণ, 51 (2): 192–202, 2006. 10.1109/ TAC.2005.863494।
https://​/​doi.org/​10.1109/​TAC.2005.863494

[23] ডানকান ম্যাককালাম এবং ডেভিড আভিস। একটি সাধারণ বহুভুজের উত্তল হুল খুঁজে বের করার জন্য একটি রৈখিক অ্যালগরিদম। তথ্য প্রক্রিয়াকরণ চিঠি, 9 (5): 201-206, ডিসেম্বর 1979। ISSN 0020-0190। 10.1016/0020-0190(79)90069-3।
https:/​/​doi.org/​10.1016/​0020-0190(79)90069-3

[24] আলেজান্দ্রো এ. শ্যাফার এবং ক্রিস্টোফার জে. ভ্যান উইক। টুকরো টুকরো-মসৃণ জর্ডান বক্ররেখার উত্তল হুল। জে. অ্যালগরিদম, 8 (1): 66–94, মার্চ 1987। ISSN 0196-6774। 10.1016/0196-6774(87)90028-9।
https:/​/​doi.org/​10.1016/​0196-6774(87)90028-9

[25] এরিক উডহেড। কোয়ান্টাম ক্লোনিং বাউন্ড এবং কোয়ান্টাম কী ডিস্ট্রিবিউশনে প্রয়োগ। ফিজ। Rev. A, 88: 012331, Jul 2013. 10.1103/​physRevA.88.012331.
https: / / doi.org/ 10.1103 / ফিজারিভা 88.012331

[26] রুটভিজ ভাবসার, স্যামি রাগি এবং রজার কোলবেক। CHSH-ভিত্তিক ডিভাইস-স্বাধীন এলোমেলোতা সম্প্রসারণে বিভিন্ন ভন নিউম্যান এনট্রপির গণনা এবং প্রয়োগ। মার্চ 2021। URL https://​/​doi.org/​10.48550/​arXiv.2103.07504।
https://​doi.org/​10.48550/​arXiv.2103.07504

[27] ফিলিপ এইচ. এবারহার্ড। আইনস্টাইন-পোডলস্কি-রোজেন পরীক্ষার জন্য পটভূমির স্তর এবং পাল্টা দক্ষতা প্রয়োজন। ফিজ। Rev. A, 47: R747–R750, ফেব্রুয়ারী 1993. 10.1103/​PhysRevA.47.R747।
https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevA.47.R747

[28] পিটার ব্রাউন। ব্যক্তিগত যোগাযোগ।

[29] জিংজিয়ান ঝাং, পেই জেং, তিয়ান ইয়ে, হোই-কোয়াং লো এবং জিওংফেং মা। ডিভাইস-স্বাধীন নিরাপত্তার জন্য কোয়ান্টাম পরিপূরক পদ্ধতি। নভেম্বর 2021। URL https://​/​doi.org/​10.48550/​arXiv.2111.13855।
https://​doi.org/​10.48550/​arXiv.2111.13855

[30] অ্যাডাম উইনিক, নরবার্ট লুটকেনহাউস এবং প্যাট্রিক জে. কোলস। কোয়ান্টাম কী বিতরণের জন্য নির্ভরযোগ্য সংখ্যাসূচক কী হার। কোয়ান্টাম, 2: 77, জুলাই 2018। 10.22331/q-2018-07-26-77।
https:/​/​doi.org/​10.22331/​q-2018-07-26-77

[31] এন ডেভিড মারমিন। ম্যাক্রোস্কোপিকভাবে স্বতন্ত্র অবস্থার একটি সুপারপজিশনে চরম কোয়ান্টাম এনট্যাঙ্গলমেন্ট। ফিজ। Rev. Lett., 65: 1838–1840, অক্টোবর 1990. 10.1103/​physRevLett.65.1838.
https: / / doi.org/ 10.1103 / ফিজিরভাইলেট .65.1838

[32] ফেদেরিকো গ্রাসেলি, গ্লাসিয়া মুর্তা, হারম্যান কাম্পারম্যান এবং ডাগমার ব্রুস। মাল্টিপার্টি ডিভাইস-স্বাধীন ক্রিপ্টোগ্রাফির জন্য এনট্রপি বাউন্ড। PRX কোয়ান্টাম, 2: 010308, জানুয়ারী 2021। 10.1103/​PRXQuantum.2.010308।
https://​doi.org/​10.1103/​PRXQuantum.2.010308

[33] https://​/​github.com/​MicheleMasini1996/​diqkd-2input2output।
https://​/​github.com/​MicheleMasini1996/​diqkd-2input2output

[34] স্টেফানো পিরোনিও, আন্তোনিও অ্যাসিন, সার্জ মাসার, আন্তোইন বোয়ার দে লা গিরোডে, ডিজমিত্রি এন. মাতসুকেভিচ, পিটার মাউঞ্জ, স্টিভেন ওলমশেঙ্ক, ডেভিড হেইস, লে লুও, টি অ্যান্ড্রু ম্যানিং এবং ক্রিস্টোফার মনরো। বেলের উপপাদ্য দ্বারা প্রত্যয়িত এলোমেলো সংখ্যা। প্রকৃতি, 464: 1021–1024, এপ্রিল 2010। 10.1038/Nature09008।
https: / / doi.org/ 10.1038 / nature09008

[35] আন্তোনিও অ্যাসিন, সার্জ ম্যাসার এবং স্টেফানো পিরোনিও। এলোমেলোতা বনাম অস্থানীয়তা এবং জট। ফিজ। Rev. Lett., 108: 100402, মার্চ 2012. 10.1103/​physRevLett.108.100402।
https: / / doi.org/ 10.1103 / ফিজিরভাইলেট .108.100402

দ্বারা উদ্ধৃত

[১] ডিপি নাদলিঙ্গার, পি. ড্রমোটা, বিসি নিকোল, জি. আরানেদা, ডি. মেইন, আর. শ্রীনিবাস, ডিএম লুকাস, সিজে ব্যালেন্স, কে. ইভানভ, ইওয়াই -জেড। Tan, P. Sekatski, RL Urbanke, R. Renner, N. Sangouard, এবং J. -D. ব্যাঙ্কাল, "বেলের উপপাদ্য দ্বারা প্রত্যয়িত পরীক্ষামূলক কোয়ান্টাম কী বিতরণ", প্রকৃতি 607 7920, 682 (2022).

[২] লুইস উলটোরটন, পিটার ব্রাউন, এবং রজার কোলবেক, "ডিভাইস-স্বাধীন র্যান্ডমনেস এবং ননলোক্যালিটির মধ্যে ট্রেড-অফের উপর টাইট অ্যানালিটিক আবদ্ধ", শারীরিক পর্যালোচনা পত্র 129 15, 150403 (2022).

[৩] ভিক্টর জাপাতেরো, টিম ভ্যান লিয়েন্ট, রোটেম আর্নন-ফ্রাইডম্যান, ওয়েন-ঝাও লিউ, কিয়াং ঝাং, হ্যারাল্ড ওয়েইনফুর্টার এবং মার্কোস কার্টি, "ডিভাইস-স্বাধীন কোয়ান্টাম কী বিতরণে অগ্রগতি", arXiv: 2208.12842.

[৪] ক্যারল লউকানোভস্কি, মারিয়া বালাঞ্জো-জুয়ান্ডো, মাটে ফার্কাস, আন্তোনিও অ্যাসিন এবং জান কোলোডিনস্কি, "উত্তল-সংমিশ্রণ আক্রমণের উপর ভিত্তি করে ডিভাইস-স্বাধীন কোয়ান্টাম কী বিতরণে মূল হারের উচ্চ সীমা", arXiv: 2206.06245.

[৫] ফেদেরিকো গ্রাসেলি, গ্লাসিয়া মুর্তা, হারম্যান কাম্পারম্যান, এবং ডাগমার ব্রুস, "ত্রিপক্ষীয় অ-স্থানীয়তার সাথে ডিভাইস-স্বাধীন ক্রিপ্টোগ্রাফি বৃদ্ধি করা", arXiv: 2209.12828.

উপরের উদ্ধৃতিগুলি থেকে প্রাপ্ত এসএও / নাসার এডিএস (সর্বশেষে সফলভাবে 2022-10-21 02:01:11 আপডেট হয়েছে)। সমস্ত প্রকাশক উপযুক্ত এবং সম্পূর্ণ উদ্ধৃতি ডেটা সরবরাহ না করায় তালিকাটি অসম্পূর্ণ হতে পারে।

On ক্রসরেফ এর উদ্ধৃত পরিষেবা উদ্ধৃতি রচনার কোনও ডেটা পাওয়া যায় নি (শেষ চেষ্টা 2022-10-21 02:01:09)।

সময় স্ট্যাম্প:

থেকে আরো কোয়ান্টাম জার্নাল

কোয়ান্টাম মেকানিক্সে অ-রৈখিক সংশোধনের উপস্থিতিতে মহাকর্ষীয় মিথস্ক্রিয়াগুলির কোয়ান্টাম প্রকৃতির পরীক্ষায়

উত্স নোড: 2956244
সময় স্ট্যাম্প: অক্টোবর 25, 2023

প্রারম্ভিক ত্রুটি-সহনশীল কোয়ান্টাম কম্পিউটারে স্বল্প-গভীর কোয়ান্টাম সার্কিটের সাথে একাধিক ইজেনভ্যালুর একযোগে অনুমান

উত্স নোড: 2930579
সময় স্ট্যাম্প: অক্টোবর 11, 2023

কোয়ান্টাম লিউভিলিয়ান চতুর্মুখী হ্যামিলটোনিয়ানস সহ বোসনিক ক্ষেত্রগুলির জন্য ব্যতিক্রমী এবং ডায়াবলিকাল পয়েন্ট: হাইজেনবার্গ-ল্যাঞ্জেভিন সমীকরণ পদ্ধতি

উত্স নোড: 1781700
সময় স্ট্যাম্প: ডিসেম্বর 22, 2022