1Інститут квантової оптики та квантової інформації (IQOQI), Австрійська академія наук, Больцманнгассе 3, 1090 Відень, Австрія
2Віденський центр квантової науки та технологій, Atominstitut, TU Wien, 1020 Відень, Австрія
3Інститут комп’ютерних наук, Університет Масарика, 602 00 Брно, Чеська Республіка
4Інститут фізики Словацької академії наук, 845 11 Братислава, Словаччина
Вам цей документ цікавий чи ви хочете обговорити? Скайте або залиште коментар на SciRate.
абстрактний
Обчислення ключової швидкості в протоколах квантового розподілу ключів (QKD) є довготривалою проблемою. Аналітичні методи обмежені кількома протоколами з високосиметричною базою вимірювання. Числові методи можуть обробляти довільні бази вимірювань, але або використовують міні-ентропію, яка дає вільну нижню межу ентропії фон Неймана, або покладаються на громіздкі спеціальні алгоритми. Базуючись на нещодавно відкритій ієрархії напіввизначеного програмування (SDP), що збігається до умовної ентропії фон Неймана, яка використовується для обчислення асимптотичної швидкості ключів у незалежному від пристрою випадку, ми представляємо ієрархію SDP, яка збігається до асимптотичної швидкості секретного ключа у випадку характеризується пристроїв. Отриманий алгоритм ефективний, простий у реалізації та простий у використанні. Ми ілюструємо його продуктивність, відновлюючи відомі межі ключової швидкості та розширюючи протоколи QKD великої розмірності до раніше нерозв’язних випадків. Ми також використовуємо його для повторного аналізу експериментальних даних, щоб продемонструвати, як можна досягти вищих ключових ставок, якщо взяти до уваги повну статистику.
► Дані BibTeX
► Список літератури
[1] Ніколас Гізен, Грегуар Ріборді, Вольфганг Тіттель і Хьюго Збінден, «Квантова криптографія», огляди сучасної фізики 74, 145-195 (2002).
https: / / doi.org/ 10.1103 / RevModPhys.74.145
[2] Валеріо Скарані, Хелле Бехманн-Пасквінуччі, Ніколас Дж. Серф, Мілослав Душек, Норберт Люткенхаус і Момчил Пеєв, «Безпека практичного квантового розподілу ключів» Огляди сучасної фізики 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, and Jian-Wei Pan, “Secure quantum key distribution with realistic devices” Reviews of Modern Physics 92, 025002 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1103 / RevModPhys.92.025002
arXiv: 1903.09051
[4] С. Пірандола, У. Л. Андерсен, Л. Банчі, М. Берта, Д. Бунандар, Р. Колбек, Д. Енглунд, Т. Герінг, К. Лупо, К. Оттавіані, Дж. Л. Перейра, М. Разаві, Дж. Шамсул Шаарі , M. Tomamichel, V. C. Usenko, G. Vallone, P. Villoresi та 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) (reprint).
https:///doi.org/10.1016/j.tcs.2014.05.025
[6] Dagmar Bruß “Оптимальне прослуховування в квантовій криптографії з шістьма станами” Physical Review Letters 81, 3018–3021 (1998).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.81.3018
[7] Ніколас Дж. Серф, Мохамед Боуреннан, Андерс Карлссон і Ніколас Гісін, «Безпека квантового розподілу ключів з використанням систем $d$-рівня» Фізичні оглядові листи 88, 127902 (2002).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.88.127902
[8] Лана Шерідан і Валеріо Скарані «Доказ безпеки квантового розподілу ключів за допомогою систем qudit» Physical Review A 82, 030301(R) (2010).
https:///doi.org/10.1103/physreva.82.030301
arXiv: 1003.5464
[9] Роберт Кеніг, 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
arXiv: 0807.1338
[10] Жан-Даніель Банкал, Лана Шерідан і Валеріо Скарані, «Більше випадковості з тих самих даних» New Journal of Physics 16, 033011 (2014).
https://doi.org/10.1088/1367-2630/16/3/033011
arXiv: 1309.3894
[11] О. Нієто-Сіллерас, С. Піроніо та Дж. Сілман, «Використання повної статистики вимірювань для оптимальної незалежної від пристрою оцінки випадковості» Новий журнал фізики 16, 013035 (2014).
https://doi.org/10.1088/1367-2630/16/1/013035
arXiv: 1309.3930
[12] Мірдіт Дода, Маркус Хубер, Глусія Мурта, Матей Піволуська, Мартін Плеш і Хрізула Влаху, «Квантовий розподіл ключів, що долає екстремальний шум: одночасне кодування підпростору з використанням високовимірної заплутаності», фізичний огляд, застосований 15, 034003 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1103 / physrevapplied.15.034003
arXiv: 2004.12824
[13] Юкун Ван, Ігнаціус Вільям Примаатмайя, Емілієн Лаві, Антоніос Варвіціотіс і Чарльз Сі Вен Лім, «Характеристика кореляцій квантових мереж підготовки та вимірювання» npj Квантова інформація 5, 17 (2019).
https://doi.org/10.1038/s41534-019-0133-3
arXiv: 1803.04796
[14] Ернест Й. З. Тан, Рене Швоннек, Кун Тонг Го, Ігнаціус Вільям Прімаатмая та Чарльз К. В. Лім, «Обчислення безпечних ключових ставок для квантової криптографії з ненадійними пристроями» npj Quantum Information 7, 158 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1038 / s41534-021-00494-z
arXiv: 1908.11372
[15] Адам Вінік, Норберт Люткенхаус і Патрік Дж. Коулз, «Надійні числові ключові показники для квантового розподілу ключів» Квант 2, 77 (2018).
https://doi.org/10.22331/q-2018-07-26-77
arXiv: 1710.05511
[16] Хао Ху, Цзіюн Ім, Цзе Лінь, Норберт Люткенхаус і Генрі Волкович, «Надійний метод внутрішньої точки для обчислення швидкості розподілу квантових ключів» Квант 6, 792 (2022).
https://doi.org/10.22331/q-2022-09-08-792
arXiv: 2104.03847
[17] Пітер Браун, Хамза Фавзі та Омар Фавзі, «Незалежні від пристрою нижні межі умовної ентропії фон Неймана» (2021).
arXiv: 2106.13692
[18] Мігель Наваскуєс, Стефано Піроніо та Антоніо Акан, «Конвергентна ієрархія напіввизначених програм, що характеризують набір квантових кореляцій» Новий журнал фізики 10, 073013 (2008).
https://doi.org/10.1088/1367-2630/10/7/073013
arXiv: 0803.4290
[19] Хой-Квонг Ло, Х. Ф. Чау та М. Ардехалі, «Ефективна квантова схема розподілу ключів і доказ її безумовної безпеки» Журнал криптології 18, 113–165 (2005).
https: / / doi.org/ 10.1007 / s00145-004-0142-y
[20] Ігор Деветакан та Андреас Вінтер «Дистиляція секретного ключа та заплутаність із квантових станів» Праці Лондонського королівського товариства, серія A 461, 207–235 (2005).
https: / / doi.org/ 10.1098 / rspa.2004.1372
[21] Джин Г. Голуб «Деякі модифіковані проблеми власних значень матриці» SIAM Review 15, 318–334 (1973).
https: / / doi.org/ 10.1137 / 1015032
[22] Мігель Наваскуес, Гонсало де ла Торре та Тамес Вертесі, «Характеристика квантових кореляцій з обмеженнями локальних розмірів та їх пристроївно-незалежні програми», Фізичний огляд X 4, 011011 (2014).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevX.4.011011
arXiv: 1308.3410
[23] Дмитро Друсвятський і Генрі Волкович «Багатогранність виродження в конічній оптимізації» Основи та тенденції оптимізації 3, 77–170 (2017).
https: / / doi.org/ 10.1561 / 2400000011
arXiv: 1706.03705
[24] Карін Гатерманнанд Пабло А. Парріло «Групи симетрії, напіввизначені програми та суми квадратів» 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] Кріс Коуї, Леа Капелевич і Хуан Пабло В’єльма, «Розв’язування природних конічних формул за допомогою 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] Посібник 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: інструментарій для моделювання та оптимізації в MATLAB” Матеріали конференції CACSD 284–289 (2004).
https:///doi.org/10.1109/CACSD.2004.1393890
[29] Вільям К. Вуттерс і Брайан Д. Філдс «Оптимальне визначення стану шляхом взаємно неупереджених вимірювань» 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, and Karol Å»yczkowski, “Mutually unbiased bases and Hadamard matrices of order six” Journal of Mathematical Physics 48, 052106 (2007).
https: / / doi.org/ 10.1063 / 1.2716990
[31] Інгемар Бенгтссон «Три способи розгляду взаємно неупереджених баз» Матеріали конференції AIP 889, 40–51 (2007).
https: / / doi.org/ 10.1063 / 1.2713445
[32] Джессіка Бавареско, Наталія Еррера Валенсія, Клод Клокль, Матей Піволуска, Пол Еркер, Ніколай Фрііс, Мехул Малік і Маркус Хубер, «Вимірювання в двох базах достатньо для сертифікації високовимірної заплутаності» 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 і C. H. Oh, “Tomographic quantum cryptography” Physical Review A 68, 022324 (2003).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.68.022324
[34] Йонтао Жананд Хой-Квонг Ло «Квантовий розподіл ключів на основі томографії» (2020).
arXiv: 2008.11628
[35] Олексій Тиранов, Себастьєн Дезіноль, Еммануель Замбріні Крузейро, Джонатан Лавуа, Ніколас Бруннер, Мікаель Афцеліус, Маркус Хубер і Ніколя Гісін, «Кількісна оцінка багатовимірної заплутаності, що зберігається в кристалі», Physical Review A 96, 040303 (2017).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.96.040303
arXiv: 1609.05033
[36] Себастьян Еккер, Фредерік Бушар, Лукас Булла, Флоріан Брандт, Оскар Кохаут, Фабіан Штайнлехнер, Роберт Фіклер, Мехул Малік, Єлена Гур’янова, Руперт Урсін і Маркус Губер, «Подолання шуму в розподілі заплутаності» Фізичний огляд X 9, 041042 (2019) .
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevX.9.041042
arXiv: 1904.01552
[37] Лукас Булла, Матей Піволуска, Крістіан Хьорт, Оскар Кохаут, Ян Ланг, Себастьян Еккер, Себастьян П. Нойманн, Юліус Біттерманн, Роберт Кіндлер, Маркус Хубер, Мартін Бохманн і Руперт Урсін, «Нелокальна тимчасова інтерферометрія для високопружного кванта вільного простору» Комунікація” Physical Review X 13, 021001 (2023).
https: / / doi.org/ 10.1103 / physrevx.13.021001
arXiv: 2204.07536
[38] Зденек Граділ “Оцінка квантового стану” Physical Review A 55, R1561–R1564 (1997).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.55.R1561
[39] В. Бужек, Р. Дерка, Г. Адам і П.Л. Найт, «Реконструкція квантових станів спінових систем: від квантового байєсівського висновку до квантової томографії» Annals of Physics 266, 454–496 (1998).
https: / / doi.org/ 10.1006 / aphy.1998.5802
[40] Рюдігер Шак, Тодд А. Брун і Карлтон М. Кейвс, «Квантове правило Байєса», Фізичний огляд A 64, 014305 (2001).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.64.014305
[41] Робін Блюм-Кохаут «Оптимальна, надійна оцінка квантових станів» New Journal of Physics 12, 043034 (2010).
https://doi.org/10.1088/1367-2630/12/4/043034
[42] Робін Блюм-Кохаут «Надійні шкали помилок для квантової томографії» (2012).
arXiv: 1202.5270
[43] Jiangwei Shang, Hui Khoon Ng, Arun Sehrawat, Xikun Li та 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] Крістофер Феррі «Еліпсоїди високої задньої щільності квантових станів» New Journal of Physics 16, 023006 (2014).
https://doi.org/10.1088/1367-2630/16/2/023006
arXiv: 1310.1903
[45] Крістофер Гранаде, Джошуа Комбс і Д. Г. Корі, «Практична байєсівська томографія», Новий журнал фізики 18, 033024 (2016).
https://doi.org/10.1088/1367-2630/18/3/033024
arXiv: 1509.03770
[46] Лукас Булла, Крістіан Хьорт, Оскар Кохаут, Ян Ленг, Себастьян Еккер, Себастьян П. Нойманн, Юліус Біттерманн, Роберт Кіндлер, Маркус Губер, Мартін Боманн, Руперт Урсін та Матей Піволуска, «Розподіл справжньої заплутаності високого розміру на 10.2 км галасливої столичної атмосфери» (2023).
arXiv: 2301.05724
[47] Наталія Еррера Валенсія, Ватшал Срівастав, Матей Піволуска, Маркус Губер, Ніколай Фрііс, Вілл МакКатчеон і Мехул Малік, «Плутаність високовимірних пікселів: ефективна генерація та сертифікація» Квант 4, 376 (2020).
https://doi.org/10.22331/q-2020-12-24-376
arXiv: 2004.04994
[48] Джессіка Бавареско, Міо Мурао та Марко Туліо Квінтіно, «Строга ієрархія між паралельними, послідовними та невизначеними причинно-наслідковими стратегіями для дискримінації каналів» Фізичні оглядові листи 127, 200504 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.127.200504
arXiv: 2011.08300
[49] Хой-Квонг Ло, Маркос Керті та Бінг Ці, «Незалежний від вимірювального приладу розподіл квантових ключів» Фізичні оглядові листи 108, 130503 (2012).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.108.130503
arXiv: 1109.1473
[50] М. Лукамаріні, З. Л. Юань, Дж. Ф. Дайнс і А. Дж. Шилдс, «Подолання межі швидкості й відстані квантового розподілу ключів без квантових ретрансляторів» Nature 557, 400–403 (2018).
https://doi.org/10.1038/s41586-018-0066-6
arXiv: 1811.06826
[51] Won-Young Hwang «Квантовий розподіл ключів із високими втратами: на шляху до глобальної безпечної комунікації» Physical Review Letters 91, 057901 (2003).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.91.057901
[52] Фредерік Дюпюї, Омар Фаузі та Ренато Реннер, «Накопичення ентропії» Повідомлення в математичній фізиці 379, 867–913 (2020).
https://doi.org/10.1007/s00220-020-03839-5
arXiv: 1607.01796
[53] Ян Джордж, Джі Лін, Томас ван Гімбек, Кун Фанг і Норберт Люткенхаус, «Аналіз розподілу квантового ключа за кінцевим ключем із характеризованими пристроями з використанням накопичення ентропії» (2022).
arXiv: 2203.06554
Цитується
[1] Саймон Мореллі, Маркус Хубер і Армін Таваколі, «Ресурсоефективне виявлення заплутаності великого розміру за допомогою симетричних проекцій», arXiv: 2304.04274, (2023).
[2] Мартін Сандфукс, Маркус Габерланд, В. Віласіні та Рамона Вольф, «Безпека диференціального фазового зсуву QKD від релятивістських принципів», arXiv: 2301.11340, (2023).
[3] Oisín Faust і Hamza Fawzi, “Раціональні наближення операторних монотонних і операторних опуклих функцій”, arXiv: 2305.12405, (2023).
Вищезазначені цитати від SAO / NASA ADS (останнє оновлення успішно 2023-05-25 23:16:02). Список може бути неповним, оскільки не всі видавці надають відповідні та повні дані про цитування.
On Служба, на яку посилається Crossref даних про цитування робіт не знайдено (остання спроба 2023-05-25 23:16:00).
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.
- Розповсюдження контенту та PR на основі SEO. Отримайте посилення сьогодні.
- PlatoAiStream. Web3 Data Intelligence. Розширення знань. Доступ тут.
- Карбування майбутнього з Адріенн Ешлі. Доступ тут.
- Купуйте та продавайте акції компаній, які вийшли на IPO, за допомогою PREIPO®. Доступ тут.
- джерело: https://quantum-journal.org/papers/q-2023-05-24-1019/
- :є
- : ні
- ][стор
- 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
- вище
- РЕЗЮМЕ
- Академія
- доступ
- рахунки
- накопичення
- досягнутий
- Адам
- аванси
- приналежності
- aip
- алгоритм
- алгоритми
- ВСІ
- Також
- an
- аналіз
- Аналітичний
- та
- Андерсен
- застосування
- прикладної
- приблизно
- ЕСТЬ
- AS
- At
- атмосфера
- австрійський
- автор
- authors
- бари
- заснований
- Байєсівський
- BE
- нижче
- між
- Bing
- пов'язаний
- Перерва
- Брайан
- але
- by
- CAN
- випадок
- випадків
- Центр
- сертифікація
- виклик
- Канал
- характеризується
- Чарльз
- Кріс
- Крістофер
- тісно
- Кодування
- Монета
- коментар
- Commons
- Комунікація
- зв'язку
- повний
- обчислення
- комп'ютер
- Інформатика
- обчислення
- конференція
- обмеження
- сходяться
- Опукла
- авторське право
- криптографія
- кристал
- Czech
- дані
- присвячених
- демонструвати
- Це
- Щільність
- Виявлення
- пристрій
- прилади
- Розмір
- розміри
- відкритий
- дискримінація
- обговорювати
- розподіл
- легко
- ефективний
- або
- Ericsson
- помилка
- Ефір (ETH)
- оцінка
- існувати
- розширення
- екстремальний
- особи
- Поля
- для
- знайдений
- Підвалини
- вільний простір
- від
- Повний
- Функції
- покоління
- справжній
- Джордж
- Жілль
- дає
- Глобальний
- Групи
- жменя
- обробляти
- Гарвард
- Генрі
- ієрархія
- Високий
- вище
- дуже
- власники
- Як
- HTML
- HTTPS
- Хьюго
- IEEE
- зображення
- здійснювати
- in
- незалежний
- інформація
- установи
- цікавий
- інтер'єр
- Міжнародне покриття
- в
- вводити
- IT
- ЙОГО
- січень
- JavaScript
- Цзянь-Вей Пан
- JL
- журнал
- Юлій
- ключ
- лицар
- відомий
- МОВА
- останній
- Залишати
- li
- ліцензія
- МЕЖА
- обмеженою
- лін
- список
- місцевий
- Лондон
- Довго
- подивитися
- від
- керівництво
- багато
- Марко
- Маркус
- Мартін
- математичний
- Матриця
- макс-ширина
- Може..
- сенс
- вимір
- вимірювання
- вимір
- метод
- методика
- моделювання
- сучасний
- модифікований
- Мохамед
- місяць
- взаємно
- Природний
- природа
- мереж
- Нові
- Нікола
- немає
- шум
- of
- oh
- on
- тільки
- відкрити
- оперативний
- оператор
- оптика
- Оптика і фотоніка
- оптимальний
- оптимізація
- or
- порядок
- оригінал
- наші
- над
- PAN
- Папір
- Паралельні
- Патрік
- Пол
- продуктивність
- Пітер
- фаза
- фізичний
- Фізика
- піксель
- plato
- Інформація про дані Платона
- PlatoData
- точка
- Практичний
- раніше
- Принципи
- проблеми
- Праці
- Програмування
- програми
- Прогнози
- доказ
- протокол
- протоколи
- забезпечувати
- громадськість
- публічний ключ
- опублікований
- видавець
- видавців
- Qi
- Квантовий
- квантова криптографія
- квантова інформація
- квантові мережі
- Квантова оптика
- випадковість
- ставка
- ставки
- Раціональний
- реалістичний
- нещодавно
- відновлюється
- посилання
- райони
- надійний
- покладатися
- залишається
- пружний
- результат
- в результаті
- огляд
- Відгуки
- РОБЕРТ
- Робін
- круглий
- королівський
- Правило
- s
- то ж
- схема
- наука
- Наука і технології
- НАУКИ
- SDP
- секрет
- безпечний
- безпеку
- Серія
- Серія A
- комплект
- зсув
- siam
- Саймон
- одночасний
- SIX
- суспільство
- Софтвер
- Спін
- квадрати
- стан
- Штати
- статистика
- зберігати
- стратегії
- Успішно
- такі
- достатній
- підходящий
- набір
- Systems
- прийняті
- Технологія
- Що
- Команда
- їх
- теоретичний
- теорія
- це
- думка
- назва
- до
- Інструменти
- до
- Transactions
- Тенденції
- два
- безумовно
- при
- університет
- оновлений
- URL
- використання
- використовуваний
- використання
- Проти
- через
- видимість
- обсяг
- з
- W
- хотіти
- було
- способи
- we
- коли
- який
- в той час як
- волі
- Зима
- з
- без
- вовк
- працює
- б
- X
- рік
- юань
- зефірнет