1Inštitut za kvantno optiko in kvantne informacije (IQOQI), Avstrijska akademija znanosti, Boltzmanngasse 3, 1090 Dunaj, Avstrija
2Dunajski center za kvantno znanost in tehnologijo, Atominstitut, TU Wien, 1020 Dunaj, Avstrija
3Inštitut za računalništvo, Masarykova univerza, 602 00 Brno, Češka
4Inštitut za fiziko, Slovaška akademija znanosti, 845 11 Bratislava, Slovaška
Se vam zdi ta članek zanimiv ali želite razpravljati? Zaslišite ali pustite komentar na SciRate.
Minimalizem
Izračunavanje ključne stopnje v protokolih kvantne porazdelitve ključev (QKD) je dolgotrajen izziv. Analitske metode so omejene na peščico protokolov z zelo simetričnimi merilnimi bazami. Numerične metode lahko obdelujejo poljubne merilne baze, vendar uporabljajo minimalno entropijo, ki daje ohlapno spodnjo mejo von Neumannove entropije, ali pa se zanašajo na okorne namenske algoritme. Na podlagi nedavno odkrite hierarhije poldoločenega programiranja (SDP), ki konvergira k pogojni von Neumannovi entropiji, ki se uporablja za izračun asimptotičnih ključnih stopenj v primeru, neodvisnem od naprave, uvajamo hierarhijo SDP, ki konvergira k asimptotični skrivni ključni stopnji v primeru značilne naprave. Nastali algoritem je učinkovit, enostaven za implementacijo in uporabo. Njegovo delovanje ponazarjamo z obnovitvijo znanih meja ključne stopnje in razširitvijo visokodimenzionalnih protokolov QKD na prej nerešljive primere. Uporabljamo ga tudi za ponovno analizo eksperimentalnih podatkov, da pokažemo, kako je mogoče doseči višje ključne obrestne mere, če upoštevamo celotno statistiko.
► BibTeX podatki
► Reference
[1] Nicolas Gisin, Grégoire Ribordy, Wolfgang Tittel in 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 in Momtchil Peev, “Varnost praktične distribucije kvantnih ključev” Recenzije sodobne fizike 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 in Jian-Wei Pan, »Varna kvantna distribucija ključev z realističnimi napravami« 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 in P. Wallden, »Napredek v kvantni kriptografiji« Napredek v optiki in fotoniki 12, 1012 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1364 / AOP.361502
arXiv: 1906.01645
[5] Charles H. Bennettand Gilles Brassard »Kvantna kriptografija: Distribucija javnih ključev in met kovancev« Teoretična računalniška znanost 560, 7–11 (1984) (ponatis).
https: / / doi.org/ 10.1016 / j.tcs.2014.05.025
[6] Dagmar Bruß »Optimalno prisluškovanje v kvantni kriptografiji s šestimi stanji« Physical Review Letters 81, 3018–3021 (1998).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.81.3018
[7] Nicolas J. Cerf, Mohamed Bourennane, Anders Karlsson in Nicolas Gisin, “Varnost distribucije kvantnega ključa z uporabo sistemov ravni $d$” Physical Review Letters 88, 127902 (2002).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.88.127902
[8] Lana Sheridan in Valerio Scarani “Varnostni dokaz za distribucijo kvantnega ključa z uporabo sistemov qudit” Physical Review A 82, 030301(R) (2010).
https: / / doi.org/ 10.1103 / physreva.82.030301
arXiv: 1003.5464
[9] Robert König, Renato Renner in Christian Schaffner, »Operativni pomen minimalne in maksimalne entropije« 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 in Valerio Scarani, »Več naključnosti iz istih podatkov« 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 in J. Silman, »Uporaba celotne statistike meritev za optimalno od naprave neodvisno oceno naključnosti« 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 in Chrysoula Vlachou, »Kvantna porazdelitev ključev, ki premaguje ekstremni šum: hkratno kodiranje podprostora z uporabo visokodimenzionalnega zapleta«, uporabljeni fizični pregled 15, 034003 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1103 / physrevapplied.15.034003
arXiv: 2004.12824
[13] Yukun Wang, Ignatius William Primaatmaja, Emilien Lavie, Antonios Varvitsiotis in Charles Ci Wen Lim, »Karakteriziranje korelacije kvantnih mrež priprave in merjenja« npj Kvantne informacije 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 in Charles CW Lim, »Računanje varnih ključnih stopenj za kvantno kriptografijo z nezaupljivimi napravami« npj Quantum Information 7, 158 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1038 / s41534-021-00494-z
arXiv: 1908.11372
[15] Adam Winick, Norbert Lütkenhaus in Patrick J. Coles, »Zanesljive numerične ključne stopnje za kvantno porazdelitev ključev« 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 in Henry Wolkowicz, »Metoda robustne notranje točke za izračun stopnje porazdelitve kvantnega ključa« Quantum 6, 792 (2022).
https://doi.org/10.22331/q-2022-09-08-792
arXiv: 2104.03847
[17] Peter Brown, Hamza Fawzi in Omar Fawzi, »Od naprave neodvisne spodnje meje pogojne von Neumannove entropije« (2021).
arXiv: 2106.13692
[18] Miguel Navascués, Stefano Pironio in Antonio AcÃn, "Konvergentna hierarhija poldefinitnih programov, ki označuje niz kvantnih korelacij" 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 in M. Ardehali, »Učinkovita shema distribucije kvantnih ključev in dokaz njene brezpogojne varnosti«, Journal of Cryptology 18, 113–165 (2005).
https: / / doi.org/ 10.1007 / s00145-004-0142-y
[20] Igor Devetak in Andreas Winter »Destilacija skrivnega ključa in prepletenost iz kvantnih stanj« Zbornik Kraljeve družbe v Londonu, serija 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 in Tamás Vértesi, »Karakterizacija kvantnih korelacij z lokalnimi dimenzijskimi omejitvami in njene aplikacije, neodvisne od naprave«, fizični pregled X 4, 011011 (2014).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevX.4.011011
arXiv: 1308.3410
[23] Dmitriy Drusvyatskiyand Henry Wolkowicz »Številni obrazi degeneracije pri konični optimizaciji« Temelji in trendi v optimizaciji 3, 77–170 (2017).
https: / / doi.org/ 10.1561 / 2400000011
arXiv: 1706.03705
[24] Karin Gatermannand Pablo A. Parrilo »Simetrične skupine, poldoločeni programi in vsote kvadratov« Journal of Pure and Applied Algebra 192, 95–128 (2004).
https: / / doi.org/ 10.1016 / j.jpaa.2003.12.011
[25] Jos F. Sturm »Uporaba SeDuMi 1.02, orodjarna MATLAB za optimizacijo nad simetričnimi stožci« Optimizacijske metode in programska oprema 11, 625–653 (1999).
https: / / doi.org/ 10.1080 / 10556789908805766
https:///github.com/sqlp/sedumi
[26] Chris Coey, Lea Kapelevich in Juan Pablo Vielma, »Reševanje naravnih koničnih formulacij s 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] Priročnik 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: orodje za modeliranje in optimizacijo v MATLAB” Zbornik konference CACSD 284–289 (2004).
https: / / doi.org/ 10.1109 / CACSD.2004.1393890
[29] William K Wootters in Brian D Fields »Optimalno določanje stanja z medsebojno nepristranskimi meritvami« 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 in Karol Å»yczkowski, “Vzajemno nepristranske baze in Hadamardove matrike šestega reda” Journal of Mathematical Physics 48, 052106 (2007).
https: / / doi.org/ 10.1063 / 1.2716990
[31] Ingemar Bengtsson »Trije načini pogleda na medsebojno nepristranske baze« Zbornik konference AIP 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 in Marcus Huber, »Meritve v dveh bazah zadostujejo za potrditev visokodimenzionalne prepletenosti« 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 in CH Oh, “Tomografska kvantna kriptografija” Physical Review A 68, 022324 (2003).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.68.022324
[34] Yongtao Zhanand Hoi-Kwong Lo »Kvantna porazdelitev ključev na podlagi tomografije« (2020).
arXiv: 2008.11628
[35] Alexey Tiranov, Sébastien Designolle, Emmanuel Zambrini Cruzeiro, Jonathan Lavoie, Nicolas Brunner, Mikael Afzelius, Marcus Huber in Nicolas Gisin, »Kvantifikacija večdimenzionalne prepletenosti, shranjene v kristalu« 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 in 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 in Rupert Ursin, »Nonlocal Temporal Interferometry for Highly Resilient Free-Space Quantum Komunikacija« Physical Review X 13, 021001 (2023).
https: / / doi.org/ 10.1103 / physrevx.13.021001
arXiv: 2204.07536
[38] Zdenek Hradil “Ocena kvantnega stanja” Physical Review A 55, R1561–R1564 (1997).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.55.R1561
[39] V. Bužek, R. Derka, G. Adam in PL Knight, »Rekonstrukcija kvantnih stanj spinskih sistemov: od kvantnega Bayesovega sklepanja do kvantne tomografije« Annals of Physics 266, 454–496 (1998).
https: / / doi.org/ 10.1006 / aphy.1998.5802
[40] Rüdiger Schack, Todd A. Brun in Carlton M. Caves, “Quantum Bayesovo pravilo” Physical Review A 64, 014305 (2001).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.64.014305
[41] Robin Blume-Kohout “Optimalna, zanesljiva ocena kvantnih stanj” New Journal of Physics 12, 043034 (2010).
https://doi.org/10.1088/1367-2630/12/4/043034
[42] Robin Blume-Kohout »Robustne vrstice napak za kvantno tomografijo« (2012).
arXiv: 1202.5270
[43] Jiangwei Shang, Hui Khoon Ng, Arun Sehrawat, Xikun Li in Berthold-Georg Englert, »Optimalne regije napak za oceno kvantnega stanja« New Journal of Physics 15, 123026 (2013).
https://doi.org/10.1088/1367-2630/15/12/123026
arXiv: 1302.4081
[44] Christopher Ferrie »Elipsoidi visoke posteriorne gostote kvantnih stanj« 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 in DG Cory, “Praktična Bayesova tomografija” 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 in Matej Pivoluska, »Distribution of genuine high-dimensional entanglement over 10.2 km hrupnega metropolitanskega vzdušja« (2023).
arXiv: 2301.05724
[47] Natalia Herrera Valencia, Vatshal Srivastav, Matej Pivoluska, Marcus Huber, Nicolai Friis, Will McCutcheon in 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 in Marco Túlio Quintino, »Stroga hierarhija med vzporednimi, zaporednimi in nedoločenimi vzročnimi strategijami za diskriminacijo kanalov« Physical Review Letters 127, 200504 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.127.200504
arXiv: 2011.08300
[49] Hoi-Kwong Lo, Marcos Curty in Bing Qi, »Od merilnih naprav neodvisna kvantna ključna distribucija« Physical Review Letters 108, 130503 (2012).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.108.130503
arXiv: 1109.1473
[50] M. Lucamarini, ZL Yuan, JF Dynes in AJ Shields, »Preseganje meje hitrosti in razdalje kvantne porazdelitve ključev brez kvantnih repetitorjev« Nature 557, 400–403 (2018).
https://doi.org/10.1038/s41586-018-0066-6
arXiv: 1811.06826
[51] Won-Young Hwang »Kvantna porazdelitev ključev z visoko izgubo: proti globalni varni komunikaciji« Physical Review Letters 91, 057901 (2003).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.91.057901
[52] Frederic Dupuis, Omar Fawzi in Renato Renner, »Akumulacija entropije« Komunikacije v matematični fiziki 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 in Norbert Lütkenhaus, »Finite-Key Analysis of Quantum Key Distribution with Characterized Devices Using Entropy Accumulation« (2022).
arXiv: 2203.06554
Navedel
[1] Simon Morelli, Marcus Huber in Armin Tavakoli, »Z viri učinkovito visokodimenzionalno odkrivanje prepletenosti prek simetričnih projekcij«, arXiv: 2304.04274, (2023).
[2] Martin Sandfuchs, Marcus Haberland, V. Vilasini in Ramona Wolf, "Varnost diferencialnega faznega premika QKD iz relativističnih principov", arXiv: 2301.11340, (2023).
[3] Oisín Faust in Hamza Fawzi, “Racionalne aproksimacije operatorskih monotonih in operatorskih konveksnih funkcij”, arXiv: 2305.12405, (2023).
Zgornji citati so iz SAO / NASA ADS (zadnjič posodobljeno 2023-05-25 23:16:02). Seznam je morda nepopoln, saj vsi založniki ne dajejo ustreznih in popolnih podatkov o citiranju.
On Crossref je navedel storitev ni bilo najdenih podatkov o navajanju del (zadnji poskus 2023-05-25 23:16:00).
Ta dokument je objavljen v Quantumu pod Priznanje avtorstva Creative Commons 4.0 International (CC BY 4.0) licenca. Avtorske pravice ostajajo pri izvirnih imetnikih avtorskih pravic, kot so avtorji ali njihove ustanove.
- Distribucija vsebine in PR s pomočjo SEO. Okrepite se še danes.
- PlatoAiStream. Podatkovna inteligenca Web3. Razširjeno znanje. Dostopite tukaj.
- Kovanje prihodnosti z Adryenn Ashley. Dostopite tukaj.
- Kupujte in prodajajte delnice podjetij pred IPO s PREIPO®. Dostopite tukaj.
- vir: https://quantum-journal.org/papers/q-2023-05-24-1019/
- : je
- :ne
- ][str
- 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
- nad
- POVZETEK
- Akademija
- dostop
- Račun
- akumulacija
- doseže
- Adam
- napredek
- pripadnosti
- aip
- algoritem
- algoritmi
- vsi
- Prav tako
- an
- Analiza
- Analitično
- in
- Andersen
- aplikacije
- uporabna
- približno
- SE
- AS
- At
- atmosfera
- avstrijski
- Avtor
- Avtorji
- bari
- temeljijo
- Bajezijski
- BE
- spodaj
- med
- bing
- zavezuje
- Break
- Brian
- vendar
- by
- CAN
- primeru
- primeri
- center
- certificiranje
- izziv
- Channel
- značilna
- Charles
- chris
- Christopher
- tesno
- Kodiranje
- Coin
- komentar
- Commons
- Komunikacija
- Communications
- dokončanje
- računanje
- računalnik
- Računalništvo
- računalništvo
- Konferenca
- omejitve
- zbliževanje
- Konveksno
- avtorske pravice
- kriptografija
- Crystal
- Češki
- datum
- namenjen
- izkazati
- To
- Gostota
- Odkrivanje
- naprava
- naprave
- Dimenzije
- dimenzije
- odkril
- Diskriminacija
- razpravlja
- distribucija
- lahka
- učinkovite
- bodisi
- Ericsson
- Napaka
- Eter (ETH)
- Ocena
- obstajajo
- razširitev
- ekstremna
- obrazi
- Področja
- za
- je pokazala,
- Temelji
- prosti prostor
- iz
- polno
- funkcije
- generacija
- pristen
- George
- Gilles
- daje
- Globalno
- Skupine
- peščica
- ročaj
- harvard
- Henry
- hierarhija
- visoka
- več
- zelo
- imetniki
- Kako
- HTML
- HTTPS
- Hugo
- IEEE
- slika
- izvajati
- in
- Neodvisni
- Podatki
- Institucije
- Zanimivo
- Notranjost
- Facebook Global
- v
- uvesti
- IT
- ITS
- John
- JavaScript
- Jian-Wei Pan
- JL
- Revija
- Julius
- Ključne
- Knight
- znano
- JEZIK
- Zadnja
- pustite
- li
- Licenca
- LIMIT
- Limited
- lin
- Seznam
- lokalna
- London
- Long
- Poglej
- off
- Navodilo
- več
- Marco
- Marcus
- Martin
- matematični
- Matrix
- max širine
- Maj ..
- kar pomeni,
- Merjenje
- meritve
- merjenje
- Metoda
- Metode
- modeliranje
- sodobna
- spremembe
- Mohamed
- mesec
- vzajemno
- naravna
- Narava
- omrežij
- Novo
- Nicolas
- št
- hrup
- of
- oh
- on
- samo
- odprite
- operativno
- operater
- optika
- Optika in fotonika
- optimalna
- optimizacija
- or
- Da
- izvirno
- naši
- več
- PAN
- Papir
- vzporedno
- Patrick
- paul
- performance
- Peter
- faza
- fizično
- Fizika
- pixel
- platon
- Platonova podatkovna inteligenca
- PlatoData
- Točka
- Praktično
- prej
- Načela
- Težave
- Postopki
- Programiranje
- programi
- Napovedi
- dokazilo
- protokol
- protokoli
- zagotavljajo
- javnega
- javni ključ
- objavljeno
- Založnik
- založnikov
- Qi
- Kvantna
- kvantna kriptografija
- kvantne informacije
- kvantna omrežja
- Kvantna optika
- naključnost
- Oceniti
- Cene
- Rational
- realistična
- Pred kratkim
- opomore
- reference
- regije
- zanesljiv
- zanašajo
- ostanki
- odporno
- povzroči
- rezultat
- pregleda
- Mnenja
- ROBERT
- Robin
- krog
- royal
- Pravilo
- s
- Enako
- shema
- Znanost
- Znanost in tehnologija
- ZNANOSTI
- SDP
- skrivnost
- zavarovanje
- varnost
- Serija
- Serija A
- nastavite
- premik
- siam
- Simon
- hkrati
- SIX
- Društvo
- Software
- Spin
- kvadratov
- Država
- Države
- Statistika
- shranjeni
- strategije
- Uspešno
- taka
- dovolj
- primerna
- apartma
- sistemi
- sprejeti
- Tehnologija
- da
- O
- njihove
- Teoretični
- Teorija
- ta
- mislil
- Naslov
- do
- Toolbox
- proti
- Transakcije
- Trends
- dva
- brezpogojno
- pod
- univerza
- posodobljeno
- URL
- uporaba
- Rabljeni
- uporabo
- Proti
- preko
- vidljivost
- Obseg
- za
- W
- želeli
- je
- načini
- we
- kdaj
- ki
- medtem
- bo
- Winter
- z
- brez
- Wolf
- deluje
- bi
- X
- leto
- Yuan
- zefirnet