Flerparts iboende ikke-lokalitet og enhedsuafhængig konferencenøgleaftale

Genudgivet af Platon

Abonnenter: 0

Multipartite Intrinsic Non-Locality and Device-Independent Conference Key Agreement PlatoBlockchain Data Intelligence. Vertical Search. Ai.

Aby Philip^1,5, Eneet Kaur^2,4, Peter Bierhorst³og Mark M. Wilde^1,6

¹Hearne Institut for Teoretisk Fysik, Institut for Fysik og Astronomi og Center for Beregning og Teknologi, Louisiana State University, Baton Rouge, Louisiana 70803, USA
²Institute for Quantum Computing og Institut for Fysik og Astronomi, University of Waterloo, Waterloo, Ontario N2L 3G1, Canada
³Institut for Matematik, University of New Orleans, Louisiana 70148, USA
⁴Wyant College of Optical Sciences, University of Arizona, Tucson, Arizona 85721, USA
⁵School of Applied and Engineering Physics, Cornell University, Ithaca, New York 14850, USA
⁶School of Electrical and Computer Engineering, Cornell University, Ithaca, New York 14850, USA

Finder du denne artikel interessant eller vil du diskutere? Scite eller efterlade en kommentar på SciRate.

Abstrakt

I dette arbejde introducerer vi multipartite intrinsic non-locality som en metode til at kvantificere ressourcer i flerpartsscenariet med enhedsuafhængig (DI) konferencenøgleaftale. Vi beviser, at multipartite iboende ikke-lokalitet er additiv, konveks og monoton under en klasse af frie operationer kaldet lokale operationer og almindelig tilfældighed. Som et af vores tekniske bidrag etablerer vi en kæderegel for to varianter af multipartite gensidig information, som vi derefter bruger til at bevise, at multipartite iboende ikke-lokalitet er additiv. Denne kæderegel kan være af selvstændig interesse i andre sammenhænge. Alle disse egenskaber ved multipartite iboende ikke-lokalitet er nyttige til at etablere hovedresultatet af vores papir: multipartite iboende ikke-lokalitet er en øvre grænse for hemmelig nøglerate i det generelle flerpartiscenario for DI-konferencenøgleaftale. Vi diskuterer forskellige eksempler på DI-konferencenøgleprotokoller og sammenligner vores øvre grænser for disse protokoller med kendte nedre grænser. Endelig beregner vi øvre grænser for nylige eksperimentelle realiseringer af DI kvantenøglefordeling.

► BibTeX-data

@article{Philip2023multipartite, doi = {10.22331/q-2023-01-19-898}, url = {https://doi.org/10.22331/q-2023-01-19-898}, title = {Multipartite { I}ntrinsic {N}on-{L}ocality and {D}vice-{I}udependent {C}onference {K}ey {A}greement}, forfatter = {Philip, Aby og Kaur, Eneet og Bierhorst, Peter og Wilde, Mark M.}, tidsskrift = {{Quantum}}, issn = {2521-327X}, udgiver = {{Verein zur F{“{o}}rderung des Open Access Publizierens in den Quantenwissenschaften}}, bind = {7}, sider = {898}, måned = jan, år = {2023} }

► Referencer

[1] Charles H. Bennett og Gilles Brassard. "Kvantekryptografi: Offentlig nøgledistribution og møntkastning". I Proceedings of IEEE International Conference on Computers Systems and Signal Processing, Bangalore, Indien. Side 175–179. (1984). arXiv:2003.06557.
https:///doi.org/10.1016/j.tcs.2014.05.025
arXiv: 2003.06557

[2] Artur K. Ekert. "Kvantekryptografi baseret på Bells teorem". Physical Review Letters 67, 661-663 (1991).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.67.661

[3] Dominic Mayers. "Ubetinget sikkerhed i kvantekryptografi". Journal of the ACM 48, 351-406 (2001). arXiv:quant-ph/9802025.
https:///doi.org/10.1145/382780.382781
arXiv:quant-ph/9802025

[4] Marco Tomamichel og Renato Renner. "Usikkerhedsforhold for glatte entropier". Physical Review Letters 106, 110506 (2011). arXiv:1009.2015.
https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.106.110506
arXiv: 1009.2015

[5] Cyril Branciard, Eric G. Cavalcanti, Stephen P. Walborn, Valerio Scarani og Howard M. Wiseman. "Ensidig enhedsuafhængig kvantenøgledistribution: Sikkerhed, gennemførlighed og forbindelsen med styring". Fysisk anmeldelse A 85, 010301 (2012). arXiv:1109.1435.
https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.85.010301
arXiv: 1109.1435

[6] Dominic Mayers og Andrew. Yao. "Kvantekryptografi med ufuldkomment apparat". I Proceedings 39. årlige symposium om grundlaget for datalogi (kat. nr. 98CB36280). Side 503–509. (1998). arXiv:quant-ph/9809039.
https:///doi.org/10.1109/SFCS.1998.743501
arXiv:quant-ph/9809039

[7] Antonio Acín, Nicolas Brunner, Nicolas Gisin, Serge Massar, Stefano Pironio og Valerio Scarani. "Enhedsuafhængig sikkerhed af kvantekryptografi mod kollektive angreb". Physical Review Letters 98, 230501 (2007). arXiv:quant-ph/0702152.
https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.98.230501
arXiv:quant-ph/0702152

[8] Rotem Arnon-Friedman, Frédéric Dupuis, Omar Fawzi, Renato Renner og Thomas Vidick. "Praktisk enhedsuafhængig kvantekryptografi via entropiakkumulering". Nature Communications 9, 1-11 (2018).
https://doi.org/10.1038/s41467-017-02307-4

[9] Umesh Vazirani og Thomas Vidick. "Fuldt enhedsuafhængig kvantenøglefordeling". Physical Review Letters 113, 140501 (2014). arXiv:1210.1810.
https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.113.140501
arXiv: 1210.1810

[10] Masahiro Takeoka, Saikat Guha og Mark M. Wilde. "Fundamental sats-tab afvejning for optisk kvantenøgledistribution". Nature Communications 5, 1–7 (2014). arXiv:1504.06390.
https:///doi.org/10.1038/ncomms6235
arXiv: 1504.06390

[11] Eneet Kaur, Mark M. Wilde og Andreas Winter. "Grundlæggende grænser for nøglesatser i enhedsuafhængig kvantenøgledistribution". New Journal of Physics 22, 023039 (2020). arXiv:1810.05627.
https://doi.org/10.1088/1367-2630/ab6eaa
arXiv: 1810.05627

[12] Marek Winczewski, Tamogna Das og Karol Horodecki. "Begrænsninger på enhedsuafhængig nøgle sikret mod ikke-signalerende modstander via den sammenklemte ikke-lokalitet" (2019). arXiv:1903.12154.
arXiv: 1903.12154

[13] Ueli M. Maurer og Stephan Wolf. "Ubetinget sikker nøgleaftale og den iboende betingede information". IEEE Transactions on Information Theory 45, 499-514 (1999).
https:///doi.org/10.1109/18.748999

[14] Matthias Christandl og Andreas Winter. ""Squashed entanglement": en additiv sammenfiltringsforanstaltning". Journal of Mathematical Physics 45, 829–840 (2004). arXiv:quant-ph/0308088.
https:///doi.org/10.1063/1.1643788
arXiv:quant-ph/0308088

[15] Eneet Kaur, Xiaoting Wang og Mark M. Wilde. "Betinget gensidig information og kvantestyring". Fysisk anmeldelse A 96, 022332 (2017). arXiv:1612.03875.
https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.96.022332
arXiv: 1612.03875

[16] Jérémy Ribeiro, Gláucia Murta og Stephanie Wehner. "Fuldt enhedsuafhængig konferencenøgleaftale". Fysisk anmeldelse A 97, 022307 (2018). arXiv:1708.00798.
https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.97.022307
arXiv: 1708.00798

[17] Gláucia Murta, Federico Grasselli, Hermann Kampermann og Dagmar Bruß. "Kvantekonferencenøgleaftale: En gennemgang". Advanced Quantum Technologies 3, 2000025 (2020). arXiv:2003.10186.
https:///doi.org/10.1002/qute.202000025
arXiv: 2003.10186

[18] Michael Epping, Hermann Kampermann og Dagmar Bruß. "Storskala kvantenetværk baseret på grafer". New Journal of Physics 18, 053036 (2016). arXiv:1504.06599.
https://doi.org/10.1088/1367-2630/18/5/053036
arXiv: 1504.06599

[19] Satosi Watanabe. "Informationsteoretisk analyse af multivariat korrelation". IBM Journal of Research and Development 4, 66–82 (1960).
https:///doi.org/10.1147/rd.41.0066

[20] Dong Yang, Karol Horodecki, Michal Horodecki, Pawel Horodecki, Jonathan Oppenheim og Wei Song. "Knust sammenfiltring for flerpartsstater og sammenfiltringsforanstaltninger baseret på det blandede konvekse tag". IEEE Transactions on Information Theory 55, 3375–3387 (2009). arXiv:0704.2236.
https:///doi.org/10.1109/TIT.2009.2021373
arXiv: 0704.2236

[21] David Avis, Patrick Hayden og Ivan Savov. "Fordelt komprimering og sammenklemt sammenfiltring af flere partier". Journal of Physics A: Mathematical and Theoretical 41, 115301 (2008). arXiv:0707.2792.
https://doi.org/10.1088/1751-8113/41/11/115301
arXiv: 0707.2792

[22] Kaushik P. Seshadreesan, Masahiro Takeoka og Mark M. Wilde. "Grænser for sammenfiltringsdestillation og hemmelig nøgleaftale for kvanteudsendelseskanaler". IEEE Transactions on Information Theory 62, 2849–2866 (2016). arXiv:1503.08139.
https:///doi.org/10.1109/TIT.2016.2544803
arXiv: 1503.08139

[23] Rotem Arnon-Friedman og Felix Leditzky. "Øvre grænser for enhedsuafhængige kvantenøglefordelingshastigheder og en revideret Peres-formodning". IEEE Transactions on Information Theory 67, 6606–6618 (2021). arXiv:2005.12325.
https:///doi.org/10.1109/TIT.2021.3086505
arXiv: 2005.12325

[24] Wei Zhang, Tim van Leent, Kai Redeker, Robert Garthoff, René Schwonnek, Florian Fertig, Sebastian Eppelt, Wenjamin Rosenfeld, Valerio Scarani, Charles C.-W. Lim og Harald Weinfurter. "Et enhedsuafhængigt kvantenøgledistributionssystem til fjernbrugere". Nature 607, 687-691 (2022). quant-ph:2110.00575.
https:///doi.org/10.1038/s41586-022-04891-y
arXiv: 2110.00575

[25] René Schwonnek, Koon Tong Goh, Ignatius W Primaatmaja, Ernest YZ Tan, Ramona Wolf, Valerio Scarani og Charles CW Lim. "Enhedsuafhængig kvantenøglefordeling med tilfældig nøglebasis". Nature Communications 12, 1–8 (2021).
https://doi.org/10.1038/s41467-021-23147-3

[26] Wen-Zhao Liu, Yu-Zhe Zhang, Yi-Zheng Zhen, Ming-Han Li, Yang Liu, Jingyun Fan, Feihu Xu, Qiang Zhang og Jian-Wei Pan. "Mod en fotonisk demonstration af enhedsuafhængig kvantenøglefordeling". Physical Review Letters 129, 050502 (2022). arXiv:2110.01480.
https:///doi.org/10.1103/physrevlett.129.050502
arXiv: 2110.01480

[27] David Beckman, Daniel Gottesman, Michael A Nielsen og John Preskill. "Kausale og lokaliserbare kvanteoperationer". Physical Review A 64, 052309 (2001). arXiv:quant-ph/0102043.
https:///doi.org/10.1103/physreva.64.052309
arXiv:quant-ph/0102043

[28] Nicolas Brunner, Daniel Cavalcanti, Stefano Pironio, Valerio Scarani og Stephanie Wehner. "Klokke ikke-lokalitet". Anmeldelser af Modern Physics 86, 419 (2014). arXiv:1303.2849.
https:///doi.org/10.1103/revmodphys.86.419
arXiv: 1303.2849

[29] Ke Li og Andreas Winter. "Squashed entanglement, $mathbf{k}$-udvidelsesmuligheder, kvante Markov-kæder og genopretningskort". Fundamenter for fysik 48, 910–924 (2018). arXiv:1410.4184.
https://doi.org/10.1007/s10701-018-0143-6
arXiv: 1410.4184

[30] Maksim E. Shirokov. "Ensartet kontinuitet grænser for karakteristika ved flerpartite kvantesystemer". Journal of Mathematical Physics 62, 092206 (2021). arXiv:2007.00417.
https:///doi.org/10.1063/5.0055155
arXiv: 2007.00417

[31] Te Sun Han. "Lineær afhængighedsstruktur af entropirummet". Information and Control 29, 337-368 (1975).
https://doi.org/10.1016/s0019-9958(75)80004-0

[32] Te Sun Han. "Ikke-negative entropimål for multivariate symmetriske korrelationer". Information and Control 36, 133-156 (1978).
https://doi.org/10.1016/s0019-9958(78)90275-9

[33] Dong Yang, Michał Horodecki og ZD Wang. "En additiv og operationel sammenfiltringsforanstaltning: Betinget sammenfiltring af gensidig information". Physical Review Letters 101, 140501 (2008). arXiv:0804.3683.
https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.101.140501
arXiv: 0804.3683

[34] Stefano Pironio, Antonio Acín, Nicolas Brunner, Nicolas Gisin, Serge Massar og Valerio Scarani. "Enhedsuafhængig kvantenøgledistribution sikker mod kollektive angreb". New Journal of Physics 11, 045021 (2009). arXiv:0903.4460.
https://doi.org/10.1088/1367-2630/11/4/045021
arXiv: 0903.4460

[35] Timo Holz, Hermann Kampermann og Dagmar Bruß. "En ægte multiparts Bell-ulighed for enhedsuafhængig konferencenøgleaftale". Physical Review Research 2, 023251 (2020). arXiv:1910.11360.
https:///doi.org/10.1103/PhysRevResearch.2.023251
arXiv: 1910.11360

[36] Liang Huang, Xue-Mei Gu, Yang-Fan Jiang, Dian Wu, Bing Bai, Ming-Cheng Chen, Qi-Chao Sun, Jun Zhang, Sixia Yu, Qiang Zhang, et al. "Eksperimentel demonstration af ægte tredelt ikke-lokalitet under strenge lokalitetsbetingelser". Physical Review Letters 129, 060401 (2022). arXiv:2203.00889.
https:///doi.org/10.1103/physrevlett.129.060401
arXiv: 2203.00889

[37] DP Nadlinger, P. Drmota, BC Nichol, G. Araneda, D. Main, R. Srinivas, DM Lucas, CJ Ballance, K. Ivanov, EY-Z. Tan, P. Sekatski, RL Urbanke, R. Renner, N. Sangouard og J.-D. Bancal. "Eksperimentel kvantenøglefordeling certificeret af Bells teorem". Nature 607, 682-686 (2022). arXiv:2109.14600.
https://doi.org/10.1038/s41586-022-04941-5
arXiv: 2109.14600

[38] Junior R. Gonzales-Ureta, Ana Predojević og Adán Cabello. "Enhedsuafhængig kvantenøglefordeling baseret på Bell-uligheder med mere end to input og to output". Physical Review A 103, 052436 (2021). arXiv:2104.00413.
https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.103.052436
arXiv: 2104.00413

[39] Jean-Daniel Bancal, Jonathan Barrett, Nicolas Gisin og Stefano Pironio. "Definitioner af flerpartiet ikke-lokalitet". Fysisk anmeldelse A 88, 014102 (2013). arXiv:1112.2626.
https:///doi.org/10.1103/physreva.88.014102
arXiv: 1112.2626

[40] Eneet Kaur, Karol Horodecki og Siddhartha Das. "Øvre grænser for enhedsuafhængige kvantenøglefordelingshastigheder i statiske og dynamiske scenarier". Fysisk gennemgang anvendt 18, 054033 (2021). quant-ph:2107.06411.
https:///doi.org/10.1103/physrevapplied.18.054033
arXiv: 2107.06411

[41] Tony Metger, Yfke Dulek, Andrea Coladangelo og Rotem Arnon-Friedman. "Enhedsuafhængig kvantenøglefordeling fra beregningsantagelser". New Journal of Physics 23, 123021 (2021).
https:///doi.org/10.1088/1367-2630/ac304b

[42] Tony Metger og Thomas Vidick. "Selvtest af en enkelt kvanteenhed under beregningsantagelser". Quantum 5, 544 (2021). arXiv:2001.09161.
https://doi.org/10.22331/q-2021-09-16-544
arXiv: 2001.09161

[43] Aby Philip, Eneet Kaur, Peter Bierhorst og Mark M. Wilde. "Iboende ikke-lokalitet og enhedsuafhængig konferencenøgleaftale" (2021) arXiv:2111.02596v1.
arXiv:2111.02596v1

[44] Karol Horodecki, Marek Winczewski og Siddhartha Das. "Fundamentale begrænsninger på enhedsuafhængig kvantekonferencenøgleaftale" (2021) arXiv:2111.02467v1.
https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.105.022604
arXiv:2111.02467v1

[45] Karol Horodecki, Marek Winczewski og Siddhartha Das. "Fundamentelle begrænsninger på den enhedsuafhængige kvantekonferencenøgleaftale". Physical Review A 105, 022604 (2022). arXiv:2111.02467.
https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.105.022604
arXiv: 2111.02467

[46] Itamar Pitowsky. "Rækken af kvantesandsynlighed". Journal of Mathematical Physics 27, 1556-1565 (1986).
https:///doi.org/10.1063/1.527066

[47] Manuel Forster, Severin Winkler og Stefan Wolf. "Destillering af ikke-lokalitet". Physical Review Letters 102, 120401 (2009). arXiv:0809.3173.
https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.102.120401
arXiv: 0809.3173

[48] Manuel Forster og Stefan Wolf. "Topartite enheder af ikke-lokalitet". Fysisk anmeldelse A 84, 042112 (2011). arXiv:0808.0651.
https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.84.042112
arXiv: 0808.0651

[49] Rodrigo Gallego og Leandro Aolita. "Ikke-lokalitetsfri ledninger og skelnen mellem Bell-bokse". Fysisk anmeldelse A 95, 032118 (2017). arXiv:1611.06932.
https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.95.032118
arXiv: 1611.06932

Citeret af

[1] Karol Horodecki, Marek Winczewski og Siddhartha Das, "Fundamentale begrænsninger på den enhedsuafhængige kvantekonferencenøgleaftale", Fysisk anmeldelse A 105 2, 022604 (2022).

Ovenstående citater er fra SAO/NASA ADS (sidst opdateret 2023-01-21 00:01:07). Listen kan være ufuldstændig, da ikke alle udgivere leverer passende og fuldstændige citatdata.

On Crossrefs citeret af tjeneste ingen data om at citere værker blev fundet (sidste forsøg 2023-01-21 00:01:04).

Dette papir er udgivet i Quantum under Creative Commons Attribution 4.0 International (CC BY 4.0) licens. Ophavsretten forbliver hos de originale copyright-indehavere, såsom forfatterne eller deres institutioner.

SEO Powered Content & PR Distribution. Bliv forstærket i dag.
Platoblokkæde. Web3 Metaverse Intelligence. Viden forstærket. Adgang her.
Kilde: https://quantum-journal.org/papers/q-2023-01-19-898/

Tidsstempel: Januar 19, 2023

Tidsstempel: Februar 12, 2024

Flerparts iboende ikke-lokalitet og enhedsuafhængig konferencenøgleaftale

Genudgivet af Platon

Abstrakt

► BibTeX-data

► Referencer

Citeret af

Mere fra Quantum Journal

Tilpasning af kvantestøjmodeller til tomografidata

Lempelse af multitidsstatistikker i kvantesystemer

En forbedret kvante-inspireret algoritme til lineær regression

Superfluidmodstand mellem excitoniske polaritoner og superledende elektrongas

En omvendt for fejltolerant kvanteberegning

Effektive algoritmer til flaskehals med kvanteinformation

Kvantesignaturer i ikke-lineære gravitationsbølger

Kvantereferencerammer: udledning af perspektivafhængige beskrivelser via en perspektivneutral struktur

Gennemsnitlig feltstudie af 2D kvasipartikelkondensatdannelse ved tilstedeværelse af stærkt henfald

Sammenhæng og kontekstualitet i et Mach-Zehnder interferometer

Hurtig simulering af plane Clifford-kredsløb

Om os

Vertikal søgning & Ai

perron

Stay Connected

Konto