تحسين أداء توزيع المفتاح الكمي ثنائي المجال باستخدام تقنية التقطير المميزة

تحسين أداء توزيع المفتاح الكمي ثنائي المجال باستخدام تقنية التقطير المميزة

تحسين أداء توزيع المفاتيح الكمومية ثنائية المجال باستخدام تقنية التقطير المميزة PlatoBlockchain Data Intelligence. البحث العمودي. منظمة العفو الدولية.

هونغ وي لي1، روي تشيانغ وانغ2، تشون مي تشانغ3و تشينغ يو كاي4

1مختبر هينان الرئيسي للمعلومات الكمية والتشفير، SSF IEU، تشنغتشو 450000، الصين
2مختبر CAS الرئيسي للمعلومات الكمومية، جامعة العلوم والتكنولوجيا الصينية، خفي، آنهوي 230026، الصين
3معهد المعلومات الكمومية والتكنولوجيا، جامعة نانجينغ للبريد والاتصالات، نانجينغ 210003، الصين
4كلية هندسة المعلومات والاتصالات، جامعة هاينان، هايكو 570228، الصين

تجد هذه الورقة مثيرة للاهتمام أو ترغب في مناقشة؟ Scite أو ترك تعليق على SciRate.

ملخص

في هذا العمل، قمنا بتطبيق طريقة التقطير المميزة لتحسين أداء نظام توزيع المفتاح الكمي العملي ثنائي المجال تحت الهجوم الجماعي. مقارنةً بنتيجة التحليل السابقة التي قدمها Maeda وSasaki وKoashi [Nature Communication 10, 3140 (2019)]، سيتم زيادة مسافة الإرسال القصوى التي تم الحصول عليها بواسطة طريقة التحليل لدينا من 420 كم إلى 470 كم. من خلال زيادة خطأ المحاذاة غير المستقلة عن الخسارة إلى 12%، لا يمكن لطريقة التحليل السابقة التغلب على حد معدل المسافة. ومع ذلك، لا يزال بإمكان أسلوب التحليل الخاص بنا التغلب على حد معدل المسافة عندما يكون خطأ المحاذاة الخاطئة 16%. والأمر الأكثر إثارة للدهشة هو أننا أثبتنا أن توزيع المفتاح الكمي ثنائي المجال يمكن أن يولد مفتاحًا آمنًا إيجابيًا حتى لو كان خطأ المحاذاة الخاطئة قريبًا من 50٪، وبالتالي فإن طريقة التحليل لدينا يمكن أن تحسن بشكل كبير أداء نظام توزيع المفتاح الكمي العملي ثنائي المجال.

► بيانات BibTeX

ferences المراجع

[1] تشارلز إتش بينيت وجيل براسارد. "التشفير الكمي: توزيع المفتاح العام ورمي العملات المعدنية". علوم الكمبيوتر النظرية 560 ، 7-11 (2014).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1016 / j.tcs.2014.05.025

[2] هوي كوونج لو وهوي فونج تشاو. “الأمن غير المشروط لتوزيع المفتاح الكمي عبر مسافات طويلة بشكل تعسفي”. العلوم 283، 2050-2056 (1999).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1126 / science.283.5410.2050

[3] بيتر دبليو شور وجون بريسكيل. “دليل بسيط على أمان بروتوكول توزيع المفتاح الكمي bb84”. رسائل المراجعة البدنية 85، 441 (2000).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.85.441

[4] ريناتو رينر. “أمن توزيع المفتاح الكمي”. المجلة الدولية للمعلومات الكمومية 6، 1-127 (2008).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1142 / S0219749908003256

[5] فاليريو سكاراني، وهيلي بيكمان باسكينوتشي، ونيكولاس جي سيرف، وميلوسلاف دوشيك، ونوربرت لوتكينهاوس، ومومتشيل بيف. “أمان التوزيع العملي لمفتاح الكم”. مراجعات الفيزياء الحديثة 81، 1301 (2009).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / RevModPhys.81.1301

[6] هونغ وي لي، شوانغ وانغ، جينغ تشنغ هوانغ، وي تشن، تشن تشيانغ يين، فانغ يي لي، تشنغ تشو، دونغ ليو، يانغ تشانغ، غوانغ كان قوه، وآخرون. “مهاجمة نظام توزيع المفتاح الكمي العملي باستخدام مقسم الشعاع المعتمد على الطول الموجي ومصادر الطول الموجي المتعدد”. المراجعة البدنية أ 84، 062308 (2011).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.84.062308

[7] لارس ليدرسن ، وكارلوس ويتشرز ، وكريستوفر ويتمان ، ودومينيك إلسر ، ويوهانس سكار ، وفاديم ماكاروف. "قرصنة أنظمة التشفير الكمي التجارية عن طريق الإضاءة الساطعة المصممة خصيصًا". Nature Photonics 4 ، 686-689 (2010).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1038 / nphoton.2010.214

[8] هونغ وي لي، وتشينغ ماو شو، وتشينغ يو كاي. “العشوائية الصغيرة غير الكاملة تقيد أمن توزيع المفتاح الكمي”. المراجعة البدنية أ 98، 062325 (2018).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.98.062325

[9] صامويل إل براونشتاين وستيفانو بيراندولا. “توزيع المفتاح الكمي بدون قناة جانبية”. رسائل المراجعة البدنية 108، 130502 (2012).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.108.130502

[10] هوي كوونج لو، ماركوس كيرتي، وبنج تشي. “توزيع المفتاح الكمي المستقل عن جهاز القياس”. رسائل المراجعة البدنية 108، 130503 (2012).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.108.130503

[11] ليونغ تشوان كويك، لين كاو، وي لو، يونكسيانغ وانغ، شيهاي صن، شيانغبين وانغ، وآي كون ليو. “توزيع المفتاح الكمي القائم على الرقاقة”. نشرة AAPPS 31 (2021).
https:/​/​doi.org/​10.1007/​s43673-021-00017-0

[12] ستيفانو بيراندولا، وريكاردو لورينزا، وكارلو أوتافياني، وليوناردو بانشي. “الحدود الأساسية للاتصالات الكمومية غير المتكررة”. اتصالات الطبيعة 8، 15043 (2017).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1038 / ncomms15043

[13] ماركو لوكاماريني، تشيليانج إل يوان، جيمس إف داينز، وأندرو جي شيلدز. “التغلب على حد المعدل والمسافة لتوزيع المفتاح الكمي بدون مكررات كمومية”. طبيعة 557، 400-403 (2018).
https:/​/​doi.org/​10.1038/​s41586-018-0066-6

[14] شيونغفنغ ما، باي تسنغ، وهونغي تشو. “توزيع مفتاح الكم المطابق للمرحلة”. المراجعة البدنية X 8، 031043 (2018).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevX.8.031043

[15] شيانغ بن وانغ، زونغ وين يو، وشياو لونغ هو. “توزيع المفتاح الكمي ثنائي المجال مع وجود خطأ كبير في المحاذاة”. المراجعة البدنية أ 98، 062323 (2018).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.98.062323

[16] تشاوهان كوي، تشن تشيانغ يين، رونغ وانغ، وي تشين، شوانغ وانغ، غوانغ كان غوه، وزينغ فو هان. “توزيع المفتاح الكمي ثنائي المجال بدون اختيار لاحق للمرحلة”. المراجعة البدنية التطبيقية 11، 034053 (2019).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevApplied.11.034053

[17] ماركوس كيرتي وكوجي أزوما وهوي كوونج لو. “دليل أمني بسيط لبروتوكول توزيع المفتاح الكمي من النوع المزدوج”. معلومات الكم npj 5، 64 (2019).
https:/​/​doi.org/​10.1038/​s41534-019-0175-6

[18] جي لين ونوربرت لوتكينهاوس. “تحليل أمني بسيط لتوزيع المفتاح الكمي المستقل لجهاز القياس المطابق للطور”. المراجعة البدنية أ 98، 042332 (2018).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.98.042332

[19] كينتو مايدا وتوشيهيكو ساساكي وماساتو كواشي. “توزيع المفاتيح الكمومية بدون تكرار مع تحليل فعال للمفتاح المحدود للتغلب على حد المسافة”. اتصالات الطبيعة 10, 3140 (2019).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1038 / s41467-019-11008 زي

[20] غييرمو كوراس لورينزو، ألفارو نافاريتي، كوجي أزوما، جو كاتو، ماركوس كيرتي، ومحسن رضوي. “أمان محكم للمفتاح المحدود لتوزيع المفتاح الكمي ثنائي المجال”. npj معلومات الكم 7، 22 (2021).
https:/​/​doi.org/​10.1038/​s41534-020-00345-3

[21] غييرمو كوراس لورنزو، ولويس وولتورتون، ومحسن رضوي. “توزيع المفتاح الكمي ثنائي المجال مع التوزيع العشوائي للطور المنفصل تمامًا”. المراجعة البدنية التطبيقية 15، 014016 (2021).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevApplied.15.014016

[22] إم ميندر، إم بيتالوجا، جي إل روبرتس، إم لوكاماريني، جي إف داينز، زد إل يوان، وأيه جاي شيلدز. “التوزيع التجريبي للمفتاح الكمي بما يتجاوز سعة المفتاح السري غير المكرر”. طبيعة الضوئيات 13، 334-338 (2019).
https:/​/​doi.org/​10.1038/​s41566-019-0377-7

[23] شياو تشينغ تشونغ، جيانيونغ هو، ماركوس كيرتي، لي تشيان، وهوي كوونغ لو. “عرض تجريبي لإثبات المبدأ لتوزيع المفتاح الكمي من النوع المزدوج المجال”. رسائل المراجعة البدنية 123، 100506 (2019).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.123.100506

[24] يانغ ليو، زونغ ون يو، ويجون تشانغ، جيان يو غوان، جيو بينغ تشن، تشي تشانغ، شياو لونغ هو، هاو لي، كونغ جيانغ، جين لين، وآخرون. “التوزيع التجريبي للمفتاح الكمي ثنائي المجال من خلال الإرسال أو عدم الإرسال”. رسائل المراجعة البدنية 123، 100505 (2019).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.123.100505

[25] شوانغ وانغ، دي يونغ هي، تشن تشيانغ يين، فنغ يو لو، تشاو هان كوي، وي تشين، تشنغ تشو، غوانغ كان غوه، وزينغ فو هان. “التغلب على الحد الأساسي للمسافة في نظام توزيع المفتاح الكمي الذي يثبت المبدأ”. المراجعة البدنية X 9، 021046 (2019).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevX.9.021046

[26] هوي ليو، تسونغ جيانغ، هاو تاو تشو، مي زو، زونغ وين يو، شياو لونغ هو، هاي شو، شيزاو ما، تشي يونغ هان، جيو بينغ تشين، يونكي داي، شي بياو تانغ، ويجون تشانغ، هاو لي، ليكسينغ يو، تشن وانغ، يونغ هوا، هونغكون هو، هونغبو تشانغ، فاي تشو، تشيانغ تشانغ، شيانغ بن وانغ، تنغ يون تشين، وجيان وي بان. “اختبار ميداني لتوزيع المفتاح الكمي ثنائي المجال من خلال الإرسال أو عدم الإرسال لمسافة تزيد عن 428 كم”. رسائل المراجعة البدنية 126، 250502 (2021).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.126.250502

[27] جيو بينغ تشين، تشي تشانغ، يانغ ليو، كونغ جيانغ، وي جون تشانغ، زي يونغ هان، شي تشاو ما، شياو لونغ هو، يو هواي لي، هوي ليو، فاي تشو، هاي فنغ جيانغ، تنغ يون تشن، هاو لي، لي شينغ يو، تشن وانغ، شيانغ بن وانغ، تشيانغ تشانغ، وجيان وي بان. “توزيع المفتاح الكمي ثنائي المجال على ألياف ضوئية بطول 511 كم تربط بين منطقتين حضريتين بعيدتين”. طبيعة الضوئيات 15، 570-575 (2021).
https:/​/​doi.org/​10.1038/​s41566-021-00828-5

[28] شوانغ وانغ، تشن تشيانغ يين، دي يونغ هي، وي تشن، روي تشيانغ وانغ، بنغ يي، ياو تشو، غوان جي فان يوان، فانغ شيانغ وانغ، يونغ قانغ تشو، بافيل الخامس موروزوف، ألكسندر الخامس ديفوتشي، وتشنغ تشو، وجوانج كان جو، وتشنغ فو هان. “توزيع المفتاح الكمي ثنائي المجال على طول 830 كم من الألياف”. طبيعة الضوئيات 16، 154-161 (2022).
https:/​/​doi.org/​10.1038/​s41566-021-00928-2

[29] هوا لي يين وتسنغ بينغ تشين. “توزيع المفتاح الكمي ثنائي المجال المتماسك القائم على الحالة”. التقارير العلمية 9، 14918 (2019).
https:/​/​doi.org/​10.1038/​s41598-019-50429-0

[30] ماريو ماسترياني وسونداراجا سيتاراما ينجار. “مكررات الكم الفضائية للإنترنت الكمومي”. هندسة الكم 2، e55 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1002 / que2.55

[31] شياو مين هو، سين شياو هوانغ، يو بو شنغ، لان تشو، بي هنغ ليو، يو غو، تشاو تشانغ، وين بو شينغ، يون فنغ هوانغ، تشوان فنغ لي، و غوانغ كان غوه. “تنقية التشابك لمسافات طويلة للاتصالات الكمومية”. رسائل المراجعة البدنية 126، 010503 (2021).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.126.010503

[32] غوي لو لونغ، ودونغ بان، ويو بو شنغ، وكيكون شيويه، وجيانهوا لو، ولاجوس هانزو. “مسار تطوري للإنترنت الكمي يعتمد على أجهزة إعادة الإرسال الكلاسيكية الآمنة”. شبكة IEEE 36، 82-88 (2022).
https: / / doi.org/ 10.1109 / MNET.108.2100375

[33] أولي إم مورير. “اتفاقية المفتاح السري عن طريق المناقشة العامة من المعلومات المشتركة”. معاملات IEEE على نظرية المعلومات 39، 733-742 (1993).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1109 / 18.256484

[34] باربرا كراوس، وسيريل برانسيارد، وريناتو رينر. “أمان بروتوكولات توزيع المفتاح الكمي باستخدام الاتصال الكلاسيكي ثنائي الاتجاه أو النبضات المتماسكة الضعيفة”. المراجعة البدنية أ 75، 012316 (2007).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.75.012316

[35] جونوو باي وأنطونيو أسين. “التقطير الرئيسي من القنوات الكمومية باستخدام بروتوكولات الاتصال ثنائية الاتجاه”. المراجعة البدنية أ 75، 012334 (2007).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.75.012334

[36] جلاوسيا مورتا، وفيليب روزبيديك، وجيريمي ريبيرو، وديفيد إلكوس، وستيفاني وينر. “المعدلات الرئيسية لبروتوكولات توزيع المفاتيح الكمومية ذات الضوضاء غير المتماثلة”. المراجعة البدنية أ 101، 062321 (2020).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.101.062321

[37] إرنست Y.-Z. تان، تشارلز سي.-دبليو. ليم، وريناتو رينر. “التقطير المميز لتوزيع المفتاح الكمي المستقل عن الجهاز”. رسائل المراجعة البدنية 124، 020502 (2020).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.124.020502

[38] داجمار بروس. “التنصت الأمثل في التشفير الكمي مع ست حالات”. رسائل المراجعة البدنية 81، 3018 (1998).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.81.3018

[39] وون يونج هوانج. “توزيع المفتاح الكمي مع خسارة عالية: نحو اتصال آمن عالمي”. رسائل المراجعة البدنية 91، 057901 (2003).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.91.057901

[40] شيانغ بن وانغ. “التغلب على هجوم تقسيم أرقام الفوتون في التشفير الكمي العملي”. رسائل المراجعة البدنية 94، 230503 (2005).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.94.230503

[41] هوي كوونغ لو، شيونغفنغ ما، وكاي تشين. “حالة توزيع المفاتيح الكمومية”. رسائل المراجعة البدنية 94، 230504 (2005).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.94.230504

[42] هونغ وي لي، وتشون مي تشانغ، ومو شينغ جيانغ، وتشينغ يو كاي. “تحسين أداء التوزيع العملي للمفتاح الكمي مع تقنية التقطير المميزة”. فيزياء الاتصالات 5، 53 (2022).
https:/​/​doi.org/​10.1038/​s42005-022-00831-4

[43] دانيال جوتسمان وهوي كوونج لو. “إثبات أمان توزيع المفتاح الكمي من خلال الاتصالات الكلاسيكية ثنائية الاتجاه”. معاملات IEEE على نظرية المعلومات 49، 457-475 (2003).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1109 / TIT.2002.807289

[44] روي تشيانغ وانغ، تشون مي تشانغ، تشن تشيانغ يين، هونغ وي لي، شوانغ وانغ، وي تشين، غوانغ كان غو، وزينغ فو هان. “توزيع مفتاح الكم المطابق للمرحلة مع ميزة التقطير”. المجلة الجديدة للفيزياء 24، 073049 (2022).
https: / / doi.org / 10.1088 / 1367-2630 / ac8115

[45] زونغ ون يو، وشياو لونغ هو، وكونغ جيانغ، وهاي شو، وشيانغ بن وانغ. “إرسال أو عدم إرسال توزيع المفاتيح الكمومية ذات المجال المزدوج في الممارسة العملية”. التقارير العلمية 9، 3080 (2019).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1038 / s41598-019-39225 ذ

[46] هاي شو، وزونغ وين يو، وكونغ جيانغ، وشياو لونغ هو، وشيانغ بن وانغ. “إرسال أو عدم إرسال توزيع المفتاح الكمي ثنائي المجال: كسر معدل مفتاح الإرسال المباشر”. المراجعة البدنية أ 101، 042330 (2020).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.101.042330

[47] شياو لونغ هو، وكونغ جيانغ، وزونغ وين يو، وشيانغ بن وانغ. “بروتوكول الإرسال أو عدم الإرسال ثنائي المجال لتوزيع المفتاح الكمي مع معلمات المصدر غير المتماثلة”. المراجعة البدنية أ 100، 062337 (2019).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.100.062337

[48] ماركو توماميشيل. “إطار لنظرية المعلومات الكمومية غير المقاربة”. أطروحة الدكتوراه. ETH زيورخ. زيورخ (2012).
https: / / doi.org/10.3929 / ethz-a-7356080

[49] جايكومار راداكريشنان وأمنون تا شما. “حدود المشتتات والمستخرجات والمكثفات الفائقة ذات العمق”. مجلة SIAM للرياضيات المنفصلة 13، 2-24 (2000).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1137 / S0895480197329508

[50] فاسيلي هوفدينج. "عدم المساواة احتمال لقاء مبالغ من المتغيرات العشوائية يحدها". مجلة الجمعية الإحصائية الأمريكية 58، 13-30 (1963).
الشبكي: / / doi.org/ 10.2307 / 2282952

دليلنا يستخدم من قبل

[1] لي وين هو، تشون مي تشانغ، وهونغ وي لي، "التوزيع العملي للمفتاح الكمي المستقل عن جهاز القياس مع ميزة التقطير"، معالجة المعلومات الكمية 22 1 ، 77 (2023).

[2] شين ليو، دي لو، زينرونج تشانغ، وكيجين وي، "توزيع المفتاح الكمي لإقران الوضع مع ميزة التقطير"، Physical Review A 107 6، 062613 (2023).

[3] Rui-Qiang Wang، Chun-Mei Zhang، Zhen-Qiang Yin، Hong-Wei Li، Shuang Wang، Wei Chen، Guang-Can Guo، و Zheng-Fu Han، "توزيع المفتاح الكمي المطابق للطور مع ميزة التقطير". "، مجلة جديدة للفيزياء 24 7 ، 073049 (2022).

[4] Xiao-Lei Jiang، Yang Wang، Jia-Ji Li، Yi-Fei Lu، Chen-Peng Hao، Chun Zhou، and Wan-Su Bao، "تحسين أداء توزيع المفتاح الكمي المستقل عن الإطار المرجعي مع الميزة تكنولوجيا التقطير " اوبتكس اكسبرس 31 6 ، 9196 (2023).

[5] جيان رونغ تشو، تشون مي تشانغ، رونغ وانغ، وهونغ وي لي، "توزيع المفتاح الكمي المستقل عن الإطار المرجعي مع ميزة التقطير"، رسائل البصريات 48 3 ، 542 (2023).

[6] كايلو تشانغ، جينغيانغ ليو، هواجيان دينغ، شينغ يو تشو، تشون هوي تشانغ، تشين وانغ، "توزيع المفتاح الكمي المستقل عن جهاز القياس غير المتماثل من خلال التقطير المميز"، الانتروبيا 25 8، 1174 (2023).

الاستشهادات المذكورة أعلاه من إعلانات ساو / ناسا (تم آخر تحديث بنجاح 2023-12-07 03:31:43). قد تكون القائمة غير كاملة نظرًا لأن جميع الناشرين لا يقدمون بيانات اقتباس مناسبة وكاملة.

On خدمة Crossref's cited-by service لم يتم العثور على بيانات حول الاستشهاد بالأعمال (المحاولة الأخيرة 2023-12-07 03:31:39).

الطابع الزمني:

اكثر من مجلة الكم