1Institutul de optică cuantică și informații cuantice (IQOQI), Academia austriacă de științe, Boltzmanngasse 3, 1090 Viena, Austria
2Centrul de știință și tehnologie cuantică din Viena, Atominstitut, TU Wien, 1020 Viena, Austria
3Institutul de Informatică, Universitatea Masaryk, 602 00 Brno, Republica Cehă
4Institutul de Fizică, Academia Slovacă de Științe, 845 11 Bratislava, Slovacia
Găsiți această lucrare interesant sau doriți să discutați? Scite sau lasă un comentariu la SciRate.
Abstract
Calcularea ratei de cheie în protocoalele de distribuție a cheilor cuantice (QKD) este o provocare de lungă durată. Metodele analitice sunt limitate la o mână de protocoale cu baze de măsurare foarte simetrice. Metodele numerice pot gestiona baze de măsurare arbitrare, dar fie utilizează min-entropia, care dă o limită inferioară liberă a entropiei von Neumann, fie se bazează pe algoritmi greoi dedicați. Pe baza unei ierarhii de programare semidefinită (SDP) descoperită recent, care converge către entropia condițională von Neumann, utilizată pentru calcularea ratelor cheilor asimptotice în cazul independent de dispozitiv, introducem o ierarhie SDP care converge către rata cheii secrete asimptotice în cazul caracterului. dispozitive. Algoritmul rezultat este eficient, ușor de implementat și ușor de utilizat. Îi ilustrăm performanța prin recuperarea limitelor cunoscute ale ratei cheie și extinderea protocoalelor QKD cu dimensiuni mari la cazurile anterior insolubile. De asemenea, îl folosim pentru a reanaliza datele experimentale pentru a demonstra cum pot fi atinse rate cheie mai mari atunci când sunt luate în considerare statisticile complete.
► Date BibTeX
► Referințe
[1] Nicolas Gisin, Grégoire Ribordy, Wolfgang Tittel și Hugo Zbinden, „Criptografie cuantică” 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 și Momtchil Peev, „Securitatea distribuției practice a cheilor cuantice” 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 și Jian-Wei Pan, „Distribuție sigură a cheilor cuantice cu dispozitive realiste” Reviews of 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 și 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 „Criptografia cuantică: distribuția cheilor publice și aruncarea monedelor” Theoretical Computer Science 560, 7–11 (1984) (retipărire).
https: / / doi.org/ 10.1016 / j.tcs.2014.05.025
[6] Dagmar Bruß „Optimal Easdropping in 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 și 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
[8] Lana Sheridan și Valerio Scarani „Dovada de securitate pentru distribuția cheilor cuantice folosind sisteme qudit” Physical Review A 82, 030301(R) (2010).
https: / / doi.org/ 10.1103 / physreva.82.030301
arXiv: 1003.5464
[9] Robert König, Renato Renner și Christian Schaffner, „The operational meaning of min- and max-entropy” 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 și Valerio Scarani, „More randomness from the same 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 și J. Silman, „Utilizarea statisticilor complete de măsurare pentru o evaluare optimă a aleatoriei independente de dispozitiv” 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 și 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 și Charles Ci Wen Lim, „Caracterizarea corelațiilor rețelelor cuantice de pregătire și măsurare” 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 și 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
[15] Adam Winick, Norbert Lütkenhaus și Patrick J. Coles, „Rate numerice de încredere pentru distribuția cheilor cuantice” 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 și Henry Wolkowicz, „Metoda de punct interior robust pentru calculul ratei de distribuție a cheilor cuantice” Quantum 6, 792 (2022).
https://doi.org/10.22331/q-2022-09-08-792
arXiv: 2104.03847
[17] Peter Brown, Hamza Fawzi și Omar Fawzi, „Margini inferioare independente de dispozitiv ale entropiei condiționale von Neumann” (2021).
arXiv: 2106.13692
[18] Miguel Navascués, Stefano Pironio și Antonio Acín, „O ierarhie convergentă a programelor semidefinite care caracterizează setul de corelații cuantice” 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 și M. Ardehali, „Schema eficientă de distribuție a cheilor cuantice și o dovadă a securității sale necondiționate” Journal of Cryptology 18, 113–165 (2005).
https: / / doi.org/ 10.1007 / s00145-004-0142-y
[20] Igor Devetak și Andreas Winter „Distilarea cheii secrete și încurcarea din stările cuantice” 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 „Some Modified Matrix Eigenvalue Problems” SIAM Review 15, 318–334 (1973).
https: / / doi.org/ 10.1137 / 1015032
[22] Miguel Navascués, Gonzalo de la Torre și Tamás Vertesi, „Caracterizarea corelațiilor cuantice cu constrângerile de dimensiune locală și aplicațiile sale independente de dispozitiv” Physical Review X 4, 011011 (2014).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevX.4.011011
arXiv: 1308.3410
[23] Dmitriy Drusvyatskiy și Henry Wolkowicz „Multe fețe ale degenerării în optimizarea conică” Fundamente și tendințe în optimizare 3, 77–170 (2017).
https: / / doi.org/ 10.1561 / 2400000011
arXiv: 1706.03705
[24] Karin Gatermann și Pablo A. Parrilo „Grupuri de simetrie, programe semidefinite și sume de pătrate” 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 toolbox for optimization over symmetric cones” Optimization Methods and Software 11, 625–653 (1999).
https: / / doi.org/ 10.1080 / 10556789908805766
https:///github.com/sqlp/sedumi
[26] Chris Coey, Lea Kapelevich și 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
[27] Manualul 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
[28] J. Löfberg „YALMIP: o cutie de instrumente pentru modelare și optimizare în MATLAB” Proceedings of the CACSD Conference 284–289 (2004).
https: / / doi.org/ 10.1109 / CACSD.2004.1393890
[29] William K Wootters și Brian D Fields „Determinarea optimă a stării prin măsurători imparțiale reciproce” 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 și Karol Å»yczkowski, „Baze reciproce imparțial și matrici Hadamard de ordinul șase” Journal of Mathematical Physics 48, 052106 (2007).
https: / / doi.org/ 10.1063 / 1.2716990
[31] Ingemar Bengtsson „Trei moduri de a privi bazele imparțial reciproc” 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 și Marcus Huber, „Măsurările în două baze sunt suficiente pentru certificarea încurcăturii înalte dimensiuni” 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 și 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 „Distribuție cheie cuantică bazată pe tomografie” (2020).
arXiv: 2008.11628
[35] Alexey Tiranov, Sébastien Designolle, Emmanuel Zambrini Cruzeiro, Jonathan Lavoie, Nicolas Brunner, Mikael Afzelius, Marcus Huber și Nicolas Gisin, „Quantification of multidimensional entanglement stored in a crystal” 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 și 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 și Rupert Ursin, „Nonlocal Temporal Interferometry for Highly Resilient Free-Space Quantum Communication” Physical Review X 13, 021001 (2023).
https: / / doi.org/ 10.1103 / physrevx.13.021001
arXiv: 2204.07536
[38] Zdenek Hradil „Estimarea stării cuantice” Physical Review A 55, R1561–R1564 (1997).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.55.R1561
[39] V. Bužek, R. Derka, G. Adam și PL Knight, „Reconstrucția stărilor cuantice ale sistemelor de spin: de la inferența cuantică bayesiană la tomografia cuantică” Annals of Physics 266, 454–496 (1998).
https: / / doi.org/ 10.1006 / aphy.1998.5802
[40] Rüdiger Schack, Todd A. Brun și Carlton M. Caves, „Regula cuantică Bayes” Physical Review A 64, 014305 (2001).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.64.014305
[41] Robin Blume-Kohout „Estimarea optimă și fiabilă a stărilor cuantice” New Journal of Physics 12, 043034 (2010).
https://doi.org/10.1088/1367-2630/12/4/043034
[42] Robin Blume-Kohout „Bare de eroare robuste pentru tomografia cuantică” (2012).
arXiv: 1202.5270
[43] Jiangwei Shang, Hui Khoon Ng, Arun Sehrawat, Xikun Li și Berthold-Georg Englert, „Regiuni de eroare optime pentru estimarea stării cuantice” New Journal of Physics 15, 123026 (2013).
https://doi.org/10.1088/1367-2630/15/12/123026
arXiv: 1302.4081
[44] Christopher Ferrie „Elipsoizi cu densitate posterioară înaltă a stărilor cuantice” 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 și DG Cory, „Practical 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 și Matej Pivoluska, „Distribution of genuine high-dimensional entanglement over 10.2 km de atmosferă metropolitană zgomotoasă” (2023).
arXiv: 2301.05724
[47] Natalia Herrera Valencia, Vatshal Srivastav, Matej Pivoluska, Marcus Huber, Nicolai Friis, Will McCutcheon și 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 și Marco Túlio Quintino, „Ierarhie strictă între strategii de ordine paralelă, secvențială și nedefinită-cauzoală pentru discriminarea canalului” Physical Review Letters 127, 200504 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.127.200504
arXiv: 2011.08300
[49] Hoi-Kwong Lo, Marcos Curty și 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 și AJ Shields, „Depășirea limitei de distanță a ratei distribuției cheilor cuantice fără repetitoare cuantice” Nature 557, 400–403 (2018).
https://doi.org/10.1038/s41586-018-0066-6
arXiv: 1811.06826
[51] Won-Young Hwang „Distribuire cheie cuantică cu pierderi mari: spre comunicare globală sigură” Physical Review Letters 91, 057901 (2003).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.91.057901
[52] Frederic Dupuis, Omar Fawzi și Renato Renner, „Acumularea de entropie” 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 și Norbert Lütkenhaus, „Analiza cu cheie finită a distribuției cheilor cuantice cu dispozitive caracterizate folosind acumularea de entropie” (2022).
arXiv: 2203.06554
Citat de
[1] Simon Morelli, Marcus Huber și Armin Tavakoli, „Detecția întanglementului înalt dimensional eficient din punct de vedere al resurselor prin proiecții simetrice”, arXiv: 2304.04274, (2023).
[2] Martin Sandfuchs, Marcus Haberland, V. Vilasini și Ramona Wolf, „Security of différential phase shift QKD from relativistic principles”, arXiv: 2301.11340, (2023).
[3] Oisín Faust și Hamza Fawzi, „Aproximații raționale ale funcțiilor operator monotone și operator convex”, arXiv: 2305.12405, (2023).
Citatele de mai sus sunt din ADS SAO / NASA (ultima actualizare cu succes 2023-05-25 23:16:02). Lista poate fi incompletă, deoarece nu toți editorii furnizează date de citare adecvate și complete.
On Serviciul citat de Crossref nu s-au găsit date despre citarea lucrărilor (ultima încercare 2023-05-25 23:16:00).
Acest Lucru este publicat în Quantum sub Creative Commons Atribuire 4.0 internațională (CC BY 4.0) licență. Drepturile de autor rămân la deținătorii de drepturi de autor originale, precum autorii sau instituțiile lor.
- Distribuție de conținut bazat pe SEO și PR. Amplifică-te astăzi.
- PlatoAiStream. Web3 Data Intelligence. Cunoștințe amplificate. Accesați Aici.
- Mintând viitorul cu Adryenn Ashley. Accesați Aici.
- Cumpărați și vindeți acțiuni în companii PRE-IPO cu PREIPO®. Accesați Aici.
- Sursa: https://quantum-journal.org/papers/q-2023-05-24-1019/
- :este
- :nu
- ][p
- 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
- mai sus
- REZUMAT
- Academie
- acces
- Cont
- acumulare
- realizat
- Adam
- avans
- afilieri
- aip
- Algoritmul
- algoritmi
- TOATE
- de asemenea
- an
- analiză
- Analitic
- și
- Andersen
- aplicatii
- aplicat
- aproximativ
- SUNT
- AS
- At
- Atmosfera
- austriac
- autor
- Autorii
- baruri
- bazat
- Bayesian
- BE
- de mai jos
- între
- Bing
- legat
- Pauză
- Brian
- dar
- by
- CAN
- caz
- cazuri
- Centru
- Certificare
- contesta
- Canal
- caracterizat
- Charles
- Chris
- Christopher
- îndeaproape
- Codificare
- Monedă
- comentariu
- Commons
- Comunicare
- Comunicații
- Completă
- calcul
- calculator
- Informatică
- tehnica de calcul
- Conferință
- constrângeri
- convergente
- Convex
- drepturi de autor
- criptografie
- Cristal
- cehă
- de date
- dedicat
- demonstra
- Ea
- densitate
- Detectare
- dispozitiv
- Dispozitive
- Dimensiune
- Dimensiuni
- a descoperit
- Discriminare
- discuta
- distribuire
- uşor
- eficient
- oricare
- Ericsson
- eroare
- Eter (ETH)
- evaluare
- exista
- extindere
- extremă
- fete
- Domenii
- Pentru
- găsit
- Fundații
- spatiu liber
- din
- Complet
- funcții
- generaţie
- veritabil
- George
- Gilles
- oferă
- Caritate
- Grupului
- mână
- manipula
- harvard
- henry
- ierarhie
- Înalt
- superior
- extrem de
- Titularii
- Cum
- HTML
- HTTPS
- Hugo
- IEEE
- imagine
- punerea în aplicare a
- in
- independent
- informații
- instituții
- interesant
- interior
- Internațional
- în
- introduce
- IT
- ESTE
- Jan
- JavaScript
- Jian-Wei Pan
- JL
- jurnal
- Julius
- Cheie
- Cavaler
- cunoscut
- LIMBA
- Nume
- Părăsi
- li
- Licență
- LIMITĂ
- Limitat
- Lin
- Listă
- local
- Londra
- Lung
- Uite
- de pe
- manual
- multe
- marca
- Marcus
- Martin
- matematic
- Matrice
- max-width
- Mai..
- sens
- măsurare
- măsurători
- măsurare
- metodă
- Metode
- modelare
- Modern
- modificată
- Mohamed
- Lună
- reciproc
- Natural
- Natură
- rețele
- Nou
- Nicolas
- Nu.
- Zgomot
- of
- oh
- on
- afară
- deschide
- operațional
- operator
- optică
- Optica si fotonica
- optimă
- optimizare
- or
- comandă
- original
- al nostru
- peste
- PAN
- Hârtie
- Paralel
- patrick
- Paul
- performanță
- Peter
- fază
- fizic
- Fizică
- Pixel
- Plato
- Informații despre date Platon
- PlatoData
- Punct
- Practic
- în prealabil
- Principiile
- probleme
- Proceedings
- Programare
- Programe
- proiecţiile
- dovadă
- protocol
- protocoale
- furniza
- public
- Cheia publică
- publicat
- editor
- editori
- Qi
- Cuantic
- criptografia cuantică
- informație cuantică
- rețele cuantice
- Optica cuantică
- dezordine
- rată
- tarife
- rațional
- realist
- recent
- recuperare
- referințe
- regiuni
- de încredere
- se bazează
- rămășițe
- elastic
- rezultat
- rezultând
- revizuiască
- Recenzii
- ROBERT
- prihor
- rotund
- regal
- Regula
- s
- acelaşi
- schemă
- Ştiinţă
- Ştiinţă şi Tehnologie
- ȘTIINȚE
- PSD
- Secret
- sigur
- securitate
- serie
- Seria A
- set
- schimbare
- Siamului
- Simon
- simultan
- SIX
- Societate
- Software
- Rotire
- pătrate
- Stat
- Statele
- statistică
- stocate
- strategii
- Reușit
- astfel de
- suficient
- potrivit
- suită
- sisteme
- luate
- Tehnologia
- acea
- lor
- teoretic
- teorie
- acest
- gândit
- Titlu
- la
- Toolbox
- spre
- Tranzacții
- Tendinţe
- Două
- necondiţionat
- în
- universitate
- actualizat
- URL-ul
- utilizare
- utilizat
- folosind
- Impotriva
- de
- vizibilitate
- volum
- de
- W
- vrea
- a fost
- modalități de
- we
- cand
- care
- în timp ce
- voi
- Iarnă
- cu
- fără
- Lup
- fabrică
- ar
- X
- an
- Yuan
- zephyrnet