1Institute for Quantum Optics and Quantum Information (IQOQI), Accademia austriaca delle scienze, Boltzmanngasse 3, 1090 Vienna, Austria
2Centro di Vienna per la scienza e la tecnologia quantistica, Atominstitut, TU Wien, 1020 Vienna, Austria
3Istituto di Informatica, Università Masaryk, 602 00 Brno, Repubblica Ceca
4Istituto di Fisica, Accademia slovacca delle Scienze, 845 11 Bratislava, Slovacchia
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Astratto
Il calcolo del tasso di chiave nei protocolli di distribuzione delle chiavi quantistiche (QKD) è una sfida di lunga data. I metodi analitici sono limitati a una manciata di protocolli con basi di misurazione altamente simmetriche. I metodi numerici possono gestire basi di misurazione arbitrarie, ma utilizzano l'entropia minima, che fornisce un limite inferiore approssimativo all'entropia di von Neumann, oppure si affidano a ingombranti algoritmi dedicati. Sulla base di una gerarchia di programmazione semidefinita (SDP) scoperta di recente che converge all'entropia condizionale di von Neumann, utilizzata per calcolare i tassi di chiave asintotici nel caso indipendente dal dispositivo, introduciamo una gerarchia SDP che converge al tasso di chiave segreta asintotica nel caso di caratteri caratterizzati dispositivi. L’algoritmo risultante è efficiente, facile da implementare e facile da usare. Illustriamo le sue prestazioni recuperando i limiti noti sul tasso chiave ed estendendo i protocolli QKD ad alta dimensione a casi precedentemente intrattabili. Lo usiamo anche per rianalizzare i dati sperimentali per dimostrare come sia possibile ottenere tassi chiave più elevati quando si prendono in considerazione le statistiche complete.
► dati BibTeX
► Riferimenti
, Nicolas Gisin, Grégoire Ribordy, Wolfgang Tittel e Hugo Zbinden, “Quantum cryptography” Reviews of Modern Physics 74, 145-195 (2002).
https: / / doi.org/ 10.1103 / RevModPhys.74.145
, Valerio Scarani, Helle Bechmann-Pasquinucci, Nicolas J. Cerf, Miloslav Dušek, Norbert Lütkenhaus e Momtchil Peev, "La sicurezza della distribuzione pratica delle chiavi quantistiche" Recensioni di fisica moderna 81, 1301-1350 (2009).
https: / / doi.org/ 10.1103 / RevModPhys.81.1301
arXiv: 0802.4155
, Feihu Xu, Xiongfeng Ma, Qiang Zhang, Hoi-Kwong Lo e Jian-Wei Pan, "Distribuzione sicura di chiavi quantistiche con dispositivi realistici" Recensioni di Modern Physics 92, 025002 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1103 / RevModPhys.92.025002
arXiv: 1903.09051
, 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 e P. Wallden, “Advances in quantum cryptography” Advances in Optics and Photonics 12, 1012 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1364 / AOP.361502
arXiv: 1906.01645
, Charles H. Bennett e Gilles Brassard “Crittografia quantistica: distribuzione di chiavi pubbliche e lancio di monete” Theoretical Computer Science 560, 7–11 (1984) (ristampa).
https: / / doi.org/ 10.1016 / j.tcs.2014.05.025
, Dagmar Bruß "Intercettazione ottimale nella crittografia quantistica con sei stati" Physical Review Letters 81, 3018–3021 (1998).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.81.3018
, Nicolas J. Cerf, Mohamed Bourennane, Anders Karlsson e Nicolas Gisin, "Security of Quantum Key Distribution Using $d$-Level Systems" Physical Review Letters 88, 127902 (2002).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.88.127902
, Lana Sheridan e Valerio Scarani “Prova di sicurezza per la distribuzione di chiavi quantistiche utilizzando sistemi qudit” Physical Review A 82, 030301(R) (2010).
https: / / doi.org/ 10.1103 / physreva.82.030301
arXiv: 1003.5464
, Robert König, Renato Renner e Christian Schaffner, “Il significato operativo della minima e massima entropia” IEEE Transactions on Information Theory 55, 4337–4347 (2009).
https: / / doi.org/ 10.1109 / TIT.2009.2025545
arXiv: 0807.1338
, Jean-Daniel Bancal, Lana Sheridan e Valerio Scarani, “Più casualità dagli stessi dati” New Journal of Physics 16, 033011 (2014).
https://doi.org/10.1088/1367-2630/16/3/033011
arXiv: 1309.3894
, O. Nieto-Silleras, S. Pironio e J. Silman, "Utilizzo di statistiche di misurazione complete per una valutazione ottimale della casualità indipendente dal dispositivo" New Journal of Physics 16, 013035 (2014).
https://doi.org/10.1088/1367-2630/16/1/013035
arXiv: 1309.3930
, Mirdit Doda, Marcus Huber, Gláucia Murta, Matej Pivoluska, Martin Plesch e Chrysoula Vlachou, "Distribuzione delle chiavi quantistiche che supera il rumore estremo: codifica simultanea del sottospazio utilizzando l'entanglement ad alta dimensione" Physical Review Applied 15, 034003 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1103 / physrevapplied.15.034003
arXiv: 2004.12824
, Yukun Wang, Ignatius William Primaatmaja, Emilien Lavie, Antonios Varvitsiotis e Charles Ci Wen Lim, "Caratterizzazione delle correlazioni delle reti quantistiche preparate e misurate" npj Quantum Information 5, 17 (2019).
https://doi.org/10.1038/s41534-019-0133-3
arXiv: 1803.04796
, Ernest YZ Tan, René Schwonnek, Koon Tong Goh, Ignatius William Primaatmaja e Charles CW Lim, "Computing secure key rates for quantum cryptography with untrusted devices" npj Quantum Information 7, 158 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1038 / s41534-021-00494-z
arXiv: 1908.11372
, Adam Winick, Norbert Lütkenhaus e Patrick J. Coles, "Tassi di chiavi numeriche affidabili per la distribuzione delle chiavi quantistiche" Quantum 2, 77 (2018).
https://doi.org/10.22331/q-2018-07-26-77
arXiv: 1710.05511
, Hao Hu, Jiyoung Im, Jie Lin, Norbert Lütkenhaus e Henry Wolkowicz, "Metodo robusto dei punti interni per il calcolo del tasso di distribuzione delle chiavi quantistiche" Quantum 6, 792 (2022).
https://doi.org/10.22331/q-2022-09-08-792
arXiv: 2104.03847
, Peter Brown, Hamza Fawzi e Omar Fawzi, "Limiti inferiori indipendenti dal dispositivo sull'entropia condizionale di von Neumann" (2021).
arXiv: 2106.13692
, Miguel Navascués, Stefano Pironio e Antonio Acín, "Una gerarchia convergente di programmi semidefiniti che caratterizzano l'insieme delle correlazioni quantistiche" New Journal of Physics 10, 073013 (2008).
https://doi.org/10.1088/1367-2630/10/7/073013
arXiv: 0803.4290
, Hoi-Kwong Lo, HF Chau e M. Ardehali, "Schema di distribuzione efficiente delle chiavi quantistiche e prova della sua sicurezza incondizionata" Journal of Cryptology 18, 113–165 (2005).
https: / / doi.org/ 10.1007 / s00145-004-0142-y
, Igor Devetakand Andreas Winter “Distillazione di chiave segreta ed entanglement da stati quantistici” Atti della Royal Society of London Serie A 461, 207–235 (2005).
https: / / doi.org/ 10.1098 / rspa.2004.1372
, Gene H. Golub "Alcuni problemi agli autovalori della matrice modificata" SIAM Review 15, 318–334 (1973).
https: / / doi.org/ 10.1137 / 1015032 mila
, Miguel Navascués, Gonzalo de la Torre e Tamás Vértesi, "Caratterizzazione delle correlazioni quantistiche con vincoli di dimensione locale e relative applicazioni indipendenti dal dispositivo" Physical Review X 4, 011011 (2014).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevX.4.011011
arXiv: 1308.3410
, Dmitriy Drusvyatskiy e Henry Wolkowicz “I molti volti della degenerazione nell'ottimizzazione conica” Foundations and Trends in Optimization 3, 77–170 (2017).
https: / / doi.org/ 10.1561 / 2400000011 mila
arXiv: 1706.03705
, Karin Gatermann e Pablo A. Parrilo “Gruppi di simmetria, programmi semidefiniti e somme di quadrati” Journal of Pure and Applied Algebra 192, 95–128 (2004).
https: / / doi.org/ 10.1016 / j.jpaa.2003.12.011
, Jos F. Sturm "Utilizzo di SeDuMi 1.02, un toolbox MATLAB per l'ottimizzazione su coni simmetrici" Metodi di ottimizzazione e software 11, 625–653 (1999).
https: / / doi.org/ 10.1080 / 10556789908805766 mila
https:///github.com/sqlp/sedumi
, Chris Coey, Lea Kapelevich e Juan Pablo Vielma, “Solving natural conic formulations with Hypatia.jl” INFORMS 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
, Manuale MOSEK ApS “The MOSEK Optimization Suite 10.0.40” (2023) https:///docs.mosek.com/latest/intro/index.html.
https:///docs.mosek.com/latest/intro/index.html
, J. Löfberg “YALMIP: un toolbox per la modellazione e l'ottimizzazione in MATLAB” Atti della conferenza CACSD 284–289 (2004).
https: / / doi.org/ 10.1109 / CACSD.2004.1393890
, William K Wootters e Brian D Fields "Determinazione ottimale dello stato mediante misurazioni reciprocamente imparziali" Annals of Physics 191, 363–381 (1989).
https://doi.org/10.1016/0003-4916(89)90322-9
, Ingemar Bengtsson, Wojciech Bruzda, Åsa Ericsson, Jan-Åke Larsson, Wojciech Tadej e Karol Å»yczkowski, "Basi reciprocamente imparziali e matrici di Hadamard di ordine sei" Journal of Mathematical Physics 48, 052106 (2007).
https: / / doi.org/ 10.1063 / 1.2716990 mila
, Ingemar Bengtsson "Tre modi per considerare basi reciprocamente imparziali" Atti della conferenza AIP 889, 40–51 (2007).
https: / / doi.org/ 10.1063 / 1.2713445 mila
, Jessica Bavaresco, Natalia Herrera Valencia, Claude Klöckl, Matej Pivoluska, Paul Erker, Nicolai Friis, Mehul Malik e Marcus Huber, "Le misurazioni in due basi sono sufficienti per certificare l'entanglement ad alta dimensione" Nature Physics 14, 1032–1037 (2018) .
https: / / doi.org/ 10.1038 / s41567-018-0203-z
arXiv: 1709.07344
, Yeong Cherng Liang, Dagomir Kaszlikowski, Berthold-Georg Englert, Leong Chuan Kwek e CH Oh, “Tomographic quantum cryptography” Physical Review A 68, 022324 (2003).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.68.022324
, Yongtao Zhanand Hoi-Kwong Lo “Distribuzione delle chiavi quantistiche basata sulla tomografia” (2020).
arXiv: 2008.11628
, Alexey Tiranov, Sébastien Designolle, Emmanuel Zambrini Cruzeiro, Jonathan Lavoie, Nicolas Brunner, Mikael Afzelius, Marcus Huber e Nicolas Gisin, "Quantificazione dell'entanglement multidimensionale immagazzinato in un cristallo" Physical Review A 96, 040303 (2017).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.96.040303
arXiv: 1609.05033
, Sebastian Ecker, Frédéric Bouchard, Lukas Bulla, Florian Brandt, Oskar Kohout, Fabian Steinlechner, Robert Fickler, Mehul Malik, Yelena Guryanova, Rupert Ursin e Marcus Huber, “Overcoming Noise in Entanglement Distribution” Physical Review X 9, 041042 (2019) .
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevX.9.041042
arXiv: 1904.01552
, Lukas Bulla, Matej Pivoluska, Kristian Hjorth, Oskar Kohout, Jan Lang, Sebastian Ecker, Sebastian P. Neumann, Julius Bittermann, Robert Kindler, Marcus Huber, Martin Bohmann e Rupert Ursin, “Interferometria temporale non locale per quantistici di spazio libero altamente resilienti Comunicazione” Physical Review X 13, 021001 (2023).
https: / / doi.org/ 10.1103 / physrevx.13.021001
arXiv: 2204.07536
, Zdenek Hradil "Stima dello stato quantico" Physical Review A 55, R1561–R1564 (1997).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.55.R1561
, V. Bužek, R. Derka, G. Adam e PL Knight, "Ricostruzione degli stati quantistici dei sistemi di spin: dall'inferenza bayesiana quantistica alla tomografia quantistica" Annals of Physics 266, 454–496 (1998).
https: / / doi.org/ 10.1006 / aphy.1998.5802
, Rüdiger Schack, Todd A. Brun e Carlton M. Caves, “Quantum Bayes rule” Physical Review A 64, 014305 (2001).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.64.014305
, Robin Blume-Kohout "Stima ottimale e affidabile degli stati quantistici" New Journal of Physics 12, 043034 (2010).
https://doi.org/10.1088/1367-2630/12/4/043034
, Robin Blume-Kohout “Barre di errore robuste per la tomografia quantistica” (2012).
arXiv: 1202.5270
, Jiangwei Shang, Hui Khoon Ng, Arun Sehrawat, Xikun Li e Berthold-Georg Englert, "Regioni di errore ottimali per la stima dello stato quantistico" New Journal of Physics 15, 123026 (2013).
https://doi.org/10.1088/1367-2630/15/12/123026
arXiv: 1302.4081
, Christopher Ferrie “Ellissoidi ad alta densità posteriore di stati quantistici” New Journal of Physics 16, 023006 (2014).
https://doi.org/10.1088/1367-2630/16/2/023006
arXiv: 1310.1903
, Christopher Granade, Joshua Combes e DG Cory, “tomografia bayesiana pratica” New Journal of Physics 18, 033024 (2016).
https://doi.org/10.1088/1367-2630/18/3/033024
arXiv: 1509.03770
, Lukas Bulla, Kristian Hjorth, Oskar Kohout, Jan Lang, Sebastian Ecker, Sebastian P. Neumann, Julius Bittermann, Robert Kindler, Marcus Huber, Martin Bohmann, Rupert Ursin e Matej Pivoluska, “Distribuzione dell'entanglement genuino ad alta dimensione su 10.2 km di rumorosa atmosfera metropolitana” (2023).
arXiv: 2301.05724
, Natalia Herrera Valencia, Vatshal Srivastav, Matej Pivoluska, Marcus Huber, Nicolai Friis, Will McCutcheon e Mehul Malik, "Entanglement di pixel ad alta dimensione: generazione e certificazione efficienti" Quantum 4, 376 (2020).
https://doi.org/10.22331/q-2020-12-24-376
arXiv: 2004.04994
, Jessica Bavaresco, Mio Murao e Marco Túlio Quintino, "Gerarchia rigorosa tra strategie parallele, sequenziali e di ordine causale indefinito per la discriminazione dei canali" Physical Review Letters 127, 200504 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.127.200504
arXiv: 2011.08300
, Hoi-Kwong Lo, Marcos Curty e Bing Qi, "Distribuzione delle chiavi quantistiche indipendenti dal dispositivo di misurazione" Physical Review Letters 108, 130503 (2012).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.108.130503
arXiv: 1109.1473
, M. Lucamarini, ZL Yuan, JF Dynes e AJ Shields, "Superare il limite velocità-distanza della distribuzione delle chiavi quantistiche senza ripetitori quantistici" Nature 557, 400–403 (2018).
https://doi.org/10.1038/s41586-018-0066-6
arXiv: 1811.06826
, Won-Young Hwang “Distribuzione delle chiavi quantistiche con perdite elevate: verso una comunicazione sicura globale” Lettere di revisione fisica 91, 057901 (2003).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.91.057901
, Frederic Dupuis, Omar Fawzi e Renato Renner, Communications in Mathematical Physics 379, 867–913 (2020).
https://doi.org/10.1007/s00220-020-03839-5
arXiv: 1607.01796
, Ian George, Jie Lin, Thomas van Himbeeck, Kun Fang e Norbert Lütkenhaus, "Analisi a chiave finita della distribuzione delle chiavi quantistiche con dispositivi caratterizzati che utilizzano l'accumulo di entropia" (2022).
arXiv: 2203.06554
Citato da
[1] Simon Morelli, Marcus Huber e Armin Tavakoli, "Rilevamento di entanglement ad alta dimensione efficiente in termini di risorse tramite proiezioni simmetriche", arXiv: 2304.04274, (2023).
[2] Martin Sandfuchs, Marcus Haberland, V. Vilasini e Ramona Wolf, "Sicurezza dello spostamento di fase differenziale QKD dai principi relativistici", arXiv: 2301.11340, (2023).
[3] Oisín Faust e Hamza Fawzi, "Approssimazioni razionali delle funzioni monotone e convesse dell'operatore", arXiv: 2305.12405, (2023).
Le citazioni sopra sono di ANNUNCI SAO / NASA (ultimo aggiornamento riuscito 2023-05-25 23:16:02). L'elenco potrebbe essere incompleto poiché non tutti gli editori forniscono dati di citazione adeguati e completi.
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- Fonte: https://quantum-journal.org/papers/q-2023-05-24-1019/
- :È
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