1Institut for kvanteoptik og kvanteinformation (IQOQI), Østrigske Videnskabsakademi, Boltzmanngasse 3, 1090 Wien, Østrig
2Vienna Center for Quantum Science and Technology, Atominstitut, TU Wien, 1020 Wien, Østrig
3Institute of Computer Science, Masaryk University, 602 00 Brno, Tjekkiet
4Institut for Fysik, Slovakiske Videnskabsakademi, 845 11 Bratislava, Slovakiet
Finder du denne artikel interessant eller vil du diskutere? Scite eller efterlade en kommentar på SciRate.
Abstrakt
At beregne nøglehastigheden i kvantenøglefordelingsprotokoller (QKD) er en langvarig udfordring. Analytiske metoder er begrænset til en håndfuld protokoller med meget symmetriske målebaser. Numeriske metoder kan håndtere arbitrære målebaser, men enten bruge min-entropien, som giver en løs nedre grænse til von Neumann-entropien, eller stole på besværlige dedikerede algoritmer. Baseret på et nyligt opdaget semidefinite programmering (SDP) hierarki, der konvergerer til den betingede von Neumann entropi, brugt til at beregne de asymptotiske nøglehastigheder i det enhedsuafhængige tilfælde, introducerer vi et SDP-hierarki, der konvergerer til den asymptotiske hemmelige nøglehastighed i tilfælde af karakteriseret enheder. Den resulterende algoritme er effektiv, nem at implementere og nem at bruge. Vi illustrerer dens ydeevne ved at genvinde kendte grænser for nøglehastigheden og udvide højdimensionelle QKD-protokoller til tidligere vanskelige sager. Vi bruger det også til at genanalysere eksperimentelle data for at demonstrere, hvordan højere styringsrenter kan opnås, når den fulde statistik tages i betragtning.
► BibTeX-data
► Referencer
[1] Nicolas Gisin, Grégoire Ribordy, Wolfgang Tittel og Hugo Zbinden, "Quantum cryptography" Reviews of Modern Physics 74, 145-195 (2002).
https:///doi.org/10.1103/RevModPhys.74.145
[2] Valerio Scarani, Helle Bechmann-Pasquinucci, Nicolas J. Cerf, Miloslav Dušek, Norbert Lütkenhaus og Momtchil Peev, "The security of practice quantum key distribution" Reviews of Modern Physics 81, 1301-1350 (2009).
https:///doi.org/10.1103/RevModPhys.81.1301
arXiv: 0802.4155
[3] Feihu Xu, Xiongfeng Ma, Qiang Zhang, Hoi-Kwong Lo og Jian-Wei Pan, "Sikker kvantenøglefordeling med realistiske enheder" Anmeldelser af Modern Physics 92, 025002 (2020).
https:///doi.org/10.1103/RevModPhys.92.025002
arXiv: 1903.09051
[4] S. Pirandola, UL Andersen, L. Banchi, M. Berta, D. Bunandar, R. Colbeck, D. Englund, T. Gehring, C. Lupo, C. Ottaviani, JL Pereira, M. Razavi, J. Shamsul Shaari , M. Tomamichel, VC Usenko, G. Vallone, P. Villoresi og P. Wallden, "Advances in quantum cryptography" Advances in Optics and Photonics 12, 1012 (2020).
https:///doi.org/10.1364/AOP.361502
arXiv: 1906.01645
[5] Charles H. Bennettand Gilles Brassard "Quantum cryptography: Public key distribution and coin tossing" Theoretical Computer Science 560, 7-11 (1984) (genoptryk).
https:///doi.org/10.1016/j.tcs.2014.05.025
[6] Dagmar Bruß "Optimal Aflytning i Quantum Cryptography with Six States" Physical Review Letters 81, 3018–3021 (1998).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.81.3018
[7] Nicolas J. Cerf, Mohamed Bourennane, Anders Karlsson og Nicolas Gisin, "Sikkerhed ved kvantenøgledistribution ved hjælp af $d$-niveausystemer" Physical Review Letters 88, 127902 (2002).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.88.127902
[8] Lana Sheridan og Valerio Scarani "Sikkerhedsbevis for kvantenøgledistribution ved hjælp af qudit-systemer" Physical Review A 82, 030301(R) (2010).
https:///doi.org/10.1103/physreva.82.030301
arXiv: 1003.5464
[9] Robert König, Renato Renner og Christian Schaffner, "Den operationelle betydning af min- og max-entropi" IEEE Transactions on Information Theory 55, 4337-4347 (2009).
https:///doi.org/10.1109/TIT.2009.2025545
arXiv: 0807.1338
[10] Jean-Daniel Bancal, Lana Sheridan og Valerio Scarani, "Mere tilfældighed fra de samme data" New Journal of Physics 16, 033011 (2014).
https://doi.org/10.1088/1367-2630/16/3/033011
arXiv: 1309.3894
[11] O. Nieto-Silleras, S. Pironio og J. Silman, "Brug af komplet målestatistikker til optimal enhedsuafhængig tilfældighedsevaluering" New Journal of Physics 16, 013035 (2014).
https://doi.org/10.1088/1367-2630/16/1/013035
arXiv: 1309.3930
[12] Mirdit Doda, Marcus Huber, Gláucia Murta, Matej Pivoluska, Martin Plesch og Chrysoula Vlachou, "Quantum Key Distribution Overcoming Extreme Noise: Simultaneous Subspace Coding Using High-Dimensional Entanglement" Physical Review Applied 15, 034003 (2021).
https:///doi.org/10.1103/physrevapplied.15.034003
arXiv: 2004.12824
[13] Yukun Wang, Ignatius William Primaatmaja, Emilien Lavie, Antonios Varvitsiotis og Charles Ci Wen Lim, "Karakterisering af korrelationerne mellem forberedelse og måling af kvantenetværk" npj Quantum Information 5, 17 (2019).
https://doi.org/10.1038/s41534-019-0133-3
arXiv: 1803.04796
[14] Ernest YZ Tan, René Schwonnek, Koon Tong Goh, Ignatius William Primaatmaja og Charles CW Lim, "Beregning af sikre nøglehastigheder til kvantekryptografi med upålidelige enheder" npj Quantum Information 7, 158 (2021).
https:///doi.org/10.1038/s41534-021-00494-z
arXiv: 1908.11372
[15] Adam Winick, Norbert Lütkenhaus og Patrick J. Coles, "Plidelige numeriske nøglerater for kvantenøglefordeling" Quantum 2, 77 (2018).
https://doi.org/10.22331/q-2018-07-26-77
arXiv: 1710.05511
[16] Hao Hu, Jiyoung Im, Jie Lin, Norbert Lütkenhaus og Henry Wolkowicz, "Robust Interior Point Method for Quantum Key Distribution Rate Computation" Quantum 6, 792 (2022).
https://doi.org/10.22331/q-2022-09-08-792
arXiv: 2104.03847
[17] Peter Brown, Hamza Fawzi og Omar Fawzi, "Enhedsuafhængige nedre grænser på den betingede von Neumann-entropi" (2021).
arXiv: 2106.13692
[18] Miguel Navascués, Stefano Pironio og Antonio Acín, "Et konvergent hierarki af semibestemte programmer, der karakteriserer sættet af kvantekorrelationer" New Journal of Physics 10, 073013 (2008).
https://doi.org/10.1088/1367-2630/10/7/073013
arXiv: 0803.4290
[19] Hoi-Kwong Lo, HF Chau og M. Ardehali, "Efficient Quantum Key Distribution Scheme and a Proof of Its Unconditional Security" Journal of Cryptology 18, 113-165 (2005).
https:///doi.org/10.1007/s00145-004-0142-y
[20] Igor Devetak og Andreas Winter "Destillation af hemmelig nøgle og sammenfiltring fra kvantetilstande" Proceedings of the Royal Society of London Series A 461, 207-235 (2005).
https:///doi.org/10.1098/rspa.2004.1372
[21] Gene H. Golub "Nogle modificerede matrix-egenværdiproblemer" SIAM Review 15, 318-334 (1973).
https:///doi.org/10.1137/1015032
[22] Miguel Navascués, Gonzalo de la Torre og Tamás Vértesi, "Karakterisering af kvantekorrelationer med lokale dimensionsbegrænsninger og dens enhedsuafhængige applikationer" Fysisk gennemgang X 4, 011011 (2014).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevX.4.011011
arXiv: 1308.3410
[23] Dmitriy Drusvyatskiy og Henry Wolkowicz "De mange ansigter af degeneration i konisk optimering" Fundamenter og tendenser i optimering 3, 77-170 (2017).
https:///doi.org/10.1561/2400000011
arXiv: 1706.03705
[24] Karin Gatermannand Pablo A. Parrilo "Symmetrigrupper, semibestemte programmer, og summen af kvadrater" Journal of Pure and Applied Algebra 192, 95-128 (2004).
https:///doi.org/10.1016/j.jpaa.2003.12.011
[25] Jos F. Sturm "Using SeDuMi 1.02, A MATLAB-værktøjskasse til optimering over symmetriske kegler" Optimization Methods and Software 11, 625-653 (1999).
https:///doi.org/10.1080/10556789908805766
https:///github.com/sqlp/sedumi
[26] Chris Coey, Lea Kapelevich og Juan Pablo Vielma, "Solving natural conic formulations with Hypatia.jl" INFORMERER Journal on Computing 34, 2686-2699 (2022) https:///github.com/chriscoey/Hypatia.jl .
https:///doi.org/10.1287/ijoc.2022.1202
arXiv: 2005.01136
https:///github.com/chriscoey/Hypatia.jl
[27] MOSEK ApS “The MOSEK Optimization Suite 10.0.40” manual (2023) https:///docs.mosek.com/latest/intro/index.html.
https:///docs.mosek.com/latest/intro/index.html
[28] J. Löfberg "YALMIP: en værktøjskasse til modellering og optimering i MATLAB" Proceedings of the CACSD Conference 284–289 (2004).
https:///doi.org/10.1109/CACSD.2004.1393890
[29] William K Wootters og Brian D Fields "Optimal tilstandsbestemmelse ved gensidigt objektive målinger" Annals of Physics 191, 363-381 (1989).
https://doi.org/10.1016/0003-4916(89)90322-9
[30] Ingemar Bengtsson, Wojciech Bruzda, Åsa Ericsson, Jan-Åke Larsson, Wojciech Tadej og Karol Å»yczkowski, "Mutually unbiased bases and Hadamard matrics of order six" Journal of Mathematical Physics 48, 052106 (2007).
https:///doi.org/10.1063/1.2716990
[31] Ingemar Bengtsson "Three Ways to Look at Mutually Unbiased Bases" AIP Conference Proceedings 889, 40-51 (2007).
https:///doi.org/10.1063/1.2713445
[32] Jessica Bavaresco, Natalia Herrera Valencia, Claude Klöckl, Matej Pivoluska, Paul Erker, Nicolai Friis, Mehul Malik og Marcus Huber, "Målinger i to baser er tilstrækkelige til at certificere højdimensionel sammenfiltring" Nature Physics 14, 1032-1037 (2018) .
https:///doi.org/10.1038/s41567-018-0203-z
arXiv: 1709.07344
[33] Yeong Cherng Liang, Dagomir Kaszlikowski, Berthold-Georg Englert, Leong Chuan Kwek og CH Oh, "Tomographic quantum cryptography" Physical Review A 68, 022324 (2003).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.68.022324
[34] Yongtao Zhanand Hoi-Kwong Lo "Tomografi-baseret kvantenøgledistribution" (2020).
arXiv: 2008.11628
[35] Alexey Tiranov, Sébastien Designolle, Emmanuel Zambrini Cruzeiro, Jonathan Lavoie, Nicolas Brunner, Mikael Afzelius, Marcus Huber og Nicolas Gisin, "Kvantificering af multidimensionel sammenfiltring lagret i en krystal" Physical Review A 96, 040303 (2017).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.96.040303
arXiv: 1609.05033
[36] Sebastian Ecker, Frédéric Bouchard, Lukas Bulla, Florian Brandt, Oskar Kohout, Fabian Steinlechner, Robert Fickler, Mehul Malik, Yelena Guryanova, Rupert Ursin og Marcus Huber, "Overcoming Noise in Entanglement Distribution" Physical Review X 9, 041042 (2019) .
https:///doi.org/10.1103/PhysRevX.9.041042
arXiv: 1904.01552
[37] Lukas Bulla, Matej Pivoluska, Kristian Hjorth, Oskar Kohout, Jan Lang, Sebastian Ecker, Sebastian P. Neumann, Julius Bittermann, Robert Kindler, Marcus Huber, Martin Bohmann og Rupert Ursin, “Nonlocal Temporal Interferometry for Highly Resilient Free-Space Quantum Kommunikation” Fysisk gennemgang X 13, 021001 (2023).
https:///doi.org/10.1103/physrevx.13.021001
arXiv: 2204.07536
[38] Zdenek Hradil "Quantum-state estimering" Fysisk gennemgang A 55, R1561-R1564 (1997).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.55.R1561
[39] V. Bužek, R. Derka, G. Adam og PL Knight, "Reconstruction of Quantum States of Spin Systems: From Quantum Bayesian Inference to Quantum Tomography" Annals of Physics 266, 454-496 (1998).
https:///doi.org/10.1006/aphy.1998.5802
[40] Rüdiger Schack, Todd A. Brun og Carlton M. Caves, "Quantum Bayes rule" Physical Review A 64, 014305 (2001).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.64.014305
[41] Robin Blume-Kohout "Optimal, pålidelig estimering af kvantetilstande" New Journal of Physics 12, 043034 (2010).
https://doi.org/10.1088/1367-2630/12/4/043034
[42] Robin Blume-Kohout "Robuste fejlbjælker til kvantetomografi" (2012).
arXiv: 1202.5270
[43] Jiangwei Shang, Hui Khoon Ng, Arun Sehrawat, Xikun Li og Berthold-Georg Englert, "Optimal error regions for quantum state estimation" New Journal of Physics 15, 123026 (2013).
https://doi.org/10.1088/1367-2630/15/12/123026
arXiv: 1302.4081
[44] Christopher Ferrie "High posterior density ellipsoids of quantum states" New Journal of Physics 16, 023006 (2014).
https://doi.org/10.1088/1367-2630/16/2/023006
arXiv: 1310.1903
[45] Christopher Granade, Joshua Combes og DG Cory, "Praktisk Bayesian tomography" New Journal of Physics 18, 033024 (2016).
https://doi.org/10.1088/1367-2630/18/3/033024
arXiv: 1509.03770
[46] Lukas Bulla, Kristian Hjorth, Oskar Kohout, Jan Lang, Sebastian Ecker, Sebastian P. Neumann, Julius Bittermann, Robert Kindler, Marcus Huber, Martin Bohmann, Rupert Ursin og Matej Pivoluska, “Distribution of genuine high-dimensional entanglement over 10.2 km af støjende storbyatmosfære” (2023).
arXiv: 2301.05724
[47] Natalia Herrera Valencia, Vatshal Srivastav, Matej Pivoluska, Marcus Huber, Nicolai Friis, Will McCutcheon og Mehul Malik, "High-Dimensional Pixel Entanglement: Efficient Generation and Certification" Quantum 4, 376 (2020).
https://doi.org/10.22331/q-2020-12-24-376
arXiv: 2004.04994
[48] Jessica Bavaresco, Mio Murao og Marco Túlio Quintino, "Strikt hierarki mellem parallelle, sekventielle og ubestemte kausalordensstrategier for kanaldiskrimination" Physical Review Letters 127, 200504 (2021).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.127.200504
arXiv: 2011.08300
[49] Hoi-Kwong Lo, Marcos Curty og Bing Qi, "Measurement-Device-Independent Quantum Key Distribution" Physical Review Letters 108, 130503 (2012).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.108.130503
arXiv: 1109.1473
[50] M. Lucamarini, ZL Yuan, JF Dynes og AJ Shields, "Overcoming the rate-distance limit of quantum key distribution without quantum repeaters" Nature 557, 400-403 (2018).
https://doi.org/10.1038/s41586-018-0066-6
arXiv: 1811.06826
[51] Won-Young Hwang "Quantum Key Distribution with High Loss: Toward Global Secure Communication" Physical Review Letters 91, 057901 (2003).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.91.057901
[52] Frederic Dupuis, Omar Fawzi og Renato Renner, "Entropy accumulation" Communications in Mathematical Physics 379, 867-913 (2020).
https://doi.org/10.1007/s00220-020-03839-5
arXiv: 1607.01796
[53] Ian George, Jie Lin, Thomas van Himbeeck, Kun Fang og Norbert Lütkenhaus, "Finite-Key Analysis of Quantum Key Distribution with Characterized Devices Using Entropy Accuulation" (2022).
arXiv: 2203.06554
Citeret af
[1] Simon Morelli, Marcus Huber og Armin Tavakoli, "Ressourceeffektiv højdimensionel sammenfiltringsdetektion via symmetriske projektioner", arXiv: 2304.04274, (2023).
[2] Martin Sandfuchs, Marcus Haberland, V. Vilasini og Ramona Wolf, "Sikkerhed for differentiel faseforskydning QKD fra relativistiske principper", arXiv: 2301.11340, (2023).
[3] Oisín Faust og Hamza Fawzi, "Rationelle tilnærmelser af operatørens monotone og operatørkonvekse funktioner", arXiv: 2305.12405, (2023).
Ovenstående citater er fra SAO/NASA ADS (sidst opdateret 2023-05-25 23:16:02). Listen kan være ufuldstændig, da ikke alle udgivere leverer passende og fuldstændige citatdata.
On Crossrefs citeret af tjeneste ingen data om at citere værker blev fundet (sidste forsøg 2023-05-25 23:16:00).
Dette papir er udgivet i Quantum under Creative Commons Attribution 4.0 International (CC BY 4.0) licens. Ophavsretten forbliver hos de originale copyright-indehavere, såsom forfatterne eller deres institutioner.
- SEO Powered Content & PR Distribution. Bliv forstærket i dag.
- PlatoAiStream. Web3 Data Intelligence. Viden forstærket. Adgang her.
- Udmøntning af fremtiden med Adryenn Ashley. Adgang her.
- Køb og sælg aktier i PRE-IPO-virksomheder med PREIPO®. Adgang her.
- Kilde: https://quantum-journal.org/papers/q-2023-05-24-1019/
- :er
- :ikke
- ][s
- 1
- 10
- 11
- 12
- 13
- 14
- 15 %
- 17
- 1998
- 1999
- 20
- 2001
- 2005
- 2011
- 2012
- 2013
- 2014
- 2016
- 2017
- 2018
- 2019
- 2020
- 2021
- 2022
- 2023
- 22
- 23
- 24
- 26
- 27
- 28
- 30
- 39
- 40
- 49
- 50
- 7
- 77
- 8
- 9
- 91
- a
- over
- ABSTRACT
- Academy
- adgang
- Konto
- akkumulering
- opnået
- Adam
- fremskridt
- tilknytninger
- AIP
- algoritme
- algoritmer
- Alle
- også
- an
- analyse
- Analytisk
- ,
- Andersen
- applikationer
- anvendt
- cirka
- ER
- AS
- At
- Atmosfære
- østrigsk
- forfatter
- forfattere
- barer
- baseret
- Bayesiansk
- BE
- jf. nedenstående
- mellem
- Bing
- bundet
- Pause
- Brian
- men
- by
- CAN
- tilfælde
- tilfælde
- center
- Certificering
- udfordre
- Kanal
- kendetegnet
- Charles
- Chris
- Christopher
- nøje
- Kodning
- Coin
- KOMMENTAR
- Commons
- Kommunikation
- Kommunikation
- fuldføre
- beregning
- computer
- Datalogi
- computing
- Konference
- begrænsninger
- konvergerende
- konveks
- ophavsret
- kryptografi
- Krystal
- tjekkisk
- data
- dedikeret
- demonstrere
- Den
- tæthed
- Detektion
- enhed
- Enheder
- Dimension
- størrelse
- opdaget
- diskrimination
- diskutere
- fordeling
- let
- effektiv
- enten
- Ericsson
- fejl
- Ether (ETH)
- evaluering
- eksisterer
- strækker
- ekstrem
- ansigter
- Fields
- Til
- fundet
- Fonde
- Fri plads
- fra
- fuld
- funktioner
- generation
- ægte
- George
- Gilles
- giver
- Global
- Gruppens
- håndfuld
- håndtere
- Harvard
- Henry
- hierarki
- Høj
- højere
- stærkt
- holdere
- Hvordan
- HTML
- HTTPS
- hugo
- IEEE
- billede
- gennemføre
- in
- uafhængig
- oplysninger
- institutioner
- interessant
- interiør
- internationalt
- ind
- indføre
- IT
- ITS
- Jan
- JavaScript
- Jian-Wei Pan
- JL
- tidsskrift
- Julius
- Nøgle
- Knight
- kendt
- SPROG
- Efternavn
- Forlade
- li
- Licens
- GRÆNSE
- Limited
- lin
- Liste
- lokale
- London
- Lang
- Se
- off
- manuel
- mange
- Marco
- Marcus
- Martin
- matematiske
- Matrix
- max-bredde
- Kan..
- betyder
- måling
- målinger
- måling
- metode
- metoder
- modellering
- Moderne
- modificeret
- Mohamed
- Måned
- gensidigt
- Natural
- Natur
- net
- Ny
- Nicolas
- ingen
- Støj
- of
- oh
- on
- kun
- åbent
- operationelle
- operatør
- optik
- Optik og fotonik
- optimal
- optimering
- or
- ordrer
- original
- vores
- i løbet af
- PAN
- Papir
- Parallel
- patrick
- paul
- ydeevne
- Peter
- fase
- fysisk
- Fysik
- pixel
- plato
- Platon Data Intelligence
- PlatoData
- Punkt
- Praktisk
- tidligere
- principper
- problemer
- Proceedings
- Programmering
- Programmer
- fremskrivninger
- bevis
- protokol
- protokoller
- give
- offentlige
- offentlig nøgle
- offentliggjort
- forlægger
- udgivere
- Qi
- Quantum
- kvantekryptografi
- kvanteinformation
- kvantenetværk
- Kvanteoptik
- tilfældighed
- Sats
- priser
- rationel
- realistisk
- for nylig
- komme sig
- referencer
- regioner
- pålidelig
- stole
- resterne
- elastisk
- resultere
- resulterer
- gennemgå
- Anmeldelser
- ROBERT
- Robin
- rundt
- Royal
- Herske
- s
- samme
- Ordningen
- Videnskab
- Videnskab og Teknologi
- VIDENSKABER
- SDP
- Secret
- sikker
- sikkerhed
- Series
- Serie A
- sæt
- skifte
- siam
- Simon
- samtidig
- SIX
- Samfund
- Software
- Spin
- firkanter
- Tilstand
- Stater
- statistik
- opbevaret
- strategier
- Succesfuld
- sådan
- tilstrækkeligt
- egnede
- suite
- Systemer
- taget
- Teknologier
- at
- deres
- teoretisk
- teori
- denne
- tænkte
- Titel
- til
- Værktøjskasse
- mod
- Transaktioner
- Tendenser
- to
- ubetinget
- under
- universitet
- opdateret
- URL
- brug
- anvendte
- ved brug af
- versus
- via
- synlighed
- bind
- af
- W
- ønsker
- var
- måder
- we
- hvornår
- som
- mens
- vilje
- Vinter
- med
- uden
- Ulv
- virker
- ville
- X
- år
- Yuan
- zephyrnet