A Coherence-witnessing Game And Applications To Semi-device-independent Quantum Key Distribution

Перевидано Платоном

читають: 0

Маріо Сілва¹, Рікардо Фалейро², Пауло Матеус^2,3і Еммануель Замбріні Крузейро²

¹Université de Lorraine, CNRS, Inria, LORIA, F-54000 Nancy, France
²Instituto de Telecomunicações, 1049-001, Лісабон, Португалія
³Departamento de Matemática, Instituto Superior Técnico, Avenida Rovisco Pais 1049-001, Лісабон, Португалія

Вам цей документ цікавий чи ви хочете обговорити? Скайте або залиште коментар на SciRate.

абстрактний

Напівпристройно-незалежний квантовий розподіл ключів спрямований на досягнення балансу між найвищим рівнем безпеки, незалежністю від пристрою та експериментальною здійсненністю. Напівквантовий розподіл ключів представляє інтригуючий підхід, який спрямований на те, щоб мінімізувати залежність користувачів від квантових операцій, зберігаючи безпеку, таким чином дозволяючи розробляти спрощені та стійкі до збоїв апаратні квантові протоколи. У цій роботі ми представляємо заснований на когерентності, напів-незалежний від пристрою, напів-квантовий протокол розподілу ключів, побудований на стійкій до шуму версії гри рівності когерентності, яка свідчить про різні типи когерентності. Безпека доведена в моделі обмеженого квантового зберігання, яка вимагає від користувачів виконання лише класичних операцій, зокрема виявлення на фіксованій основі.

► Дані BibTeX

@article{Silva2023coherencewitnessing, doi = {10.22331/q-2023-08-22-1090}, url = {https://doi.org/10.22331/q-2023-08-22-1090}, title = {A coherence -перегляд гри та додатків для напівпристроєнезалежного розподілу квантових ключів}, автор = {Сільва, М{'{а}}ріо та Фалейро, Рікардо та Матеус, Пауло та Крузейро, Еммануель Замбріні}, журнал = {{Квант} }, issn = {2521-327X}, видавець = {{Verein zur F{“{o}}rderung des Open Access Publizierens in den Quantenwissenschaften}}, том = {7}, сторінки = {1090}, місяць = серпень, рік = {2023} }

► Список літератури

[1] М. С. Шарбаф. «Квантова криптографія: нова технологія в мережевій безпеці». 2011 Міжнародна конференція IEEE з технологій внутрішньої безпеки (HST) Сторінки 13–19 (2011).
https:///doi.org/10.1109/THS.2011.6107841

[2] Петро В. Шор. “Поліноміальні алгоритми розкладання на прості множники та дискретних логарифмів на квантовому комп’ютері”. SIAM J. Comput., 26(5), 1484–1509 (1997).
https: / / doi.org/ 10.1137 / S0097539795293172

[3] Чарльз Х. Беннетт і Жиль Брассар. «Квантова криптографія: розподіл відкритих ключів і підкидання монет». Теоретична інформатика 560, 7–11 (2014).
https:///doi.org/10.1016/j.tcs.2014.05.025

[4] Домінік Майерс і Ендрю Яо. «Квантова криптографія з недосконалим апаратом». Матеріали 39-го щорічного симпозіуму з основ інформатики (1998).

[5] Домінік Майерс і Ендрю Яо. «Квантовий апарат для самотестування». Квантова інформація. обчис. 4, 273–286 (2004).

[6] Умеш Вазірані та Томас Відік. «Повністю апаратно-незалежний квантовий розподіл ключів». Physical Review Letters 113 (2014).
https:///doi.org/10.1103/physrevlett.113.140501

[7] Ротем Арнон-Фрідман, Фредерік Дюпюї, Омар Фаузі, Ренато Реннер і Томас Відік. «Практична апаратно-незалежна квантова криптографія через накопичення ентропії». Nature Communications 9, 459 (2018).
https://doi.org/10.1038/s41467-017-02307-4

[8] S. Pironio, A. Acín, S. Massar, A. Boyer de la Giroday, DN Matsukevich, P. Maunz, S. Olmschenk, D. Hayes, L. Luo, TA Manning та ін. “Випадкові числа, підтверджені теоремою Белла”. Nature 464, 1021–1024 (2010).
https: / / doi.org/ 10.1038 / nature09008

[9] Антоніо Асін, Серж Массар і Стефано Піроніо. «Випадковість проти нелокальності та заплутаності». фіз. Преподобний Летт. 108, 100402 (2012).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.108.100402

[10] Наті Аарон, Андре Шайю, Іорданіс Керенідіс, Серж Массар, Стефано Піроніо та Джонатан Сілман. «Слабке підкидання монети в апаратно-незалежних налаштуваннях». У переглянутих вибраних статтях 6-ї конференції з теорії квантових обчислень, зв’язку та криптографії – том 6745, стор.1–12. TQC 2011 (2011).
https://doi.org/10.1007/978-3-642-54429-3_1

[11] Рікардо Фалейро та Мануель Гулао. «Апаратно-незалежна квантова авторизація на основі гри Клаузера-Хорна-Шімоні-Холта». фіз. Rev. A 103, 022430 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.103.022430

[12] Д. П. Надлінгер, П. Дрмота, Б. І. Нікол, Г. Аранеда, Д. Мейн, Р. Срінівас, Д. М. Лукас, К. Дж. Балланс, К. Іванов, EY-Z. Тан, П. Секацкі, Р. Л. Урбанке, Р. Реннер, Н. Сангуар і Ж.-Д. Банківський. “Експериментальний квантовий розподіл ключів, підтверджений теоремою Белла”. Nature 607, 682–686 (2022).
https://doi.org/10.1038/s41586-022-04941-5

[13] Вей Чжан, Тім ван Лент, Кай Редекер, Роберт Гартхофф, Рене Швоннек, Флоріан Фертіг, Себастьян Еппельт, Веньямін Розенфельд, Валеріо Скарані, Чарльз С.-В. Лім і Харальд Вайнфуртер. «Апаратно-незалежна квантова система розподілу ключів для віддалених користувачів». Nature 607, 687–691 (2022).
https: / / doi.org/ 10.1038 / s41586-022-04891-y

[14] Вень-Чжао Лю, Ю-Чже Чжан, І-Чжен Жень, Мін-Хань Лі, Ян Лю, Джінгюнь Фан, Фейху Сю, Цян Чжан і Цзянь-Вей Пан. «До фотонної демонстрації апаратно-незалежного квантового розподілу ключів». фіз. Преподобний Летт. 129, 050502 (2022).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.129.050502

[15] Марчін Павловський і Ніколас Бруннер. «Напівприладно-незалежна безпека одностороннього розподілу квантового ключа». фіз. Rev. A 84, 010302 (2011).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.84.010302

[16] Анубхав Чатурведі, Махарші Рей, Ришард Вейнар і Марцін Павловський. «Про безпеку напівприладно-незалежних протоколів QKD». Квантова обробка інформації 17, 131 (2018).
https: / / doi.org/ 10.1007 / s11128-018-1892-z

[17] Армін Таваколі, Єнджей Канєвський, Тамаш Вертеші, Деніс Россет і Ніколас Бруннер. «Самоперевірка квантових станів і вимірювань у сценарії підготовки та вимірювання». фіз. Rev. A 98, 062307 (2018).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.98.062307

[18] Армін Таваколі. «Напівприладно-незалежна сертифікація незалежних квантових станів і вимірювальних пристроїв». фіз. Преподобний Летт. 125, 150503 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.125.150503

[19] Томас Ван Гімбік, Ерік Вудхед, Ніколас Дж. Серф, Рауль Гарсія-Патрон і Стефано Піроніо. «Напівнезалежна від пристроїв структура, заснована на природних фізичних припущеннях». Квант 1, 33 (2017).
https://doi.org/10.22331/q-2017-11-18-33

[20] Армін Таваколі, Еммануель Замбріні Крузейро, Ерік Вудхед і Стефано Піроніо. «Інформаційно обмежені кореляції: загальна основа для класичних і квантових систем». Квант 6, 620 (2022).
https://doi.org/10.22331/q-2022-01-05-620

[21] Армін Таваколі, Еммануель Замбріні Крузейро, Ерік Вудхед і Стефано Піроніо. «Інформаційно обмежені кореляції: загальна основа для класичних і квантових систем». Квант 6, 620 (2022).
https://doi.org/10.22331/q-2022-01-05-620

[22] Вейсю Ши, Юй Цай, Джонатан Бор Браск, Х’юго Збінден і Ніколас Бруннер. «Напівприладно-незалежна характеристика квантових вимірювань за припущення мінімального перекриття». фіз. Rev. A 100, 042108 (2019).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.100.042108

[23] Хасан Ікбал і Вальтер О. Кравець. «Напівквантова криптографія». Квантова обробка інформації 19, 97 (2020).
https://doi.org/10.1007/s11128-020-2595-9

[24] Мішель Бойєр, Ран Геллес, Ден Кенігсберг і Тал Мор. “Напівквантовий розподіл ключів”. фіз. Rev. A 79, 032341 (2009).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.79.032341

[25] Франческо Масса, Преті Ядав, Амір Моканакі, Вальтер О. Кравець, Пауло Матеус, Нікола Паункович, Андре Соуто та Філіп Вальтер. «Експериментальний напівквантовий розподіл ключів із класичними користувачами». Квант 6, 819 (2022).
https://doi.org/10.22331/q-2022-09-22-819

[26] Флавіо Дель Санто та Борівое Дакіч. “Рівність когерентності та зв’язок у квантовій суперпозиції”. Physical Review Letters 124 (2020).
https:///doi.org/10.1103/physrevlett.124.190501

[27] Лівен Ванденберге та Стівен Бойд. “Напіввизначене програмування”. SIAM Rev. 38, 49–95 (1996).
https: / / doi.org/ 10.1137 / 1038003

[28] Károly F. Pál і Tamás Vértesi. “Ефективність високовимірних гільбертових просторів для порушення нерівностей дзвона”. фіз. Rev. A 77, 042105 (2008).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.77.042105

[29] Меттью МакКейг, Мікеле Моска та Ніколя Гісін. «Моделювання квантових систем за допомогою реальних гільбертових просторів». фіз. Преподобний Летт. 102, 020505 (2009).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.102.020505

[30] KC Toh, MJ Todd і RH Tütüncü. “Sdpt3 — програмний пакет matlab для напіввизначеного програмування, версія 1.3”. Методи оптимізації та програмне забезпечення 11, 545–581 (1999).
https: / / doi.org/ 10.1080 / 10556789908805762

[31] Рейнхард Ф. Вернер і Майкл М. Вольф. «Нерівності Белла та заплутаність» (2001). arXiv:quant-ph/0107093.
arXiv: quant-ph / 0107093

[32] Дж. Лофберг. “Yalmip: інструментарій для моделювання та оптимізації в MATLAB”. У 2004 році на Міжнародній конференції IEEE з робототехніки та автоматизації (IEEE Cat. No. 04CH37508). Сторінки 284–289. (2004).
https:///doi.org/10.1109/CACSD.2004.1393890

[33] Себастьєн Дезіноль, Роопе Уола, Кіммо Луома та Ніколя Бруннер. «Когерентність набору: кількісна оцінка квантової когерентності, яка не залежить від основи». фіз. Преподобний Летт. 126, 220404 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.126.220404

[34] Рафаель Вагнер, Руї Соареш Барбоза та Ернесто Ф. Гальван. «Нерівності, що свідчать про когерентність, нелокальність і контекстуальність» (2023). arXiv:2209.02670.
arXiv: 2209.02670

[35] Кадзуокі Азума. “Зважені суми певних залежних випадкових величин”. Математика Тохоку. J. (2) 19, 357–367 (1967).
https:///doi.org/10.2748/tmj/1178243286

[36] Ренато Реннер. «Безпека розповсюдження квантового ключа». Міжнародний журнал квантової інформації 6, 1–127 (2008).
https: / / doi.org/ 10.1142 / S0219749908003256

[37] Роберт Коніг, Ренато Реннер і Крістіан Шаффнер. «Операційне значення мінімальної та максимальної ентропії». IEEE Transactions on Information Theory 55, 4337–4347 (2009).
https:///doi.org/10.1109/tit.2009.2025545

Цитується

Ця стаття опублікована в Quantum під Creative Commons Attribution 4.0 International (CC на 4.0) ліцензія. Авторське право залишається за оригінальними власниками авторських прав, такими як автори або їх установи.