Praktisk tilfældighedsforstærkning og privatisering med implementeringer på kvantecomputere

Genudgivet af Platon

Abonnenter: 0

Cameron Foreman^1,2, Sherilyn Wright¹, Alec Edgington³, Mario Berta^4,5og Florian J. Curchod³

¹Quantinuum, Partnership House, Carlisle Place, London SW1P 1BX, Storbritannien
²Department of Computer Science, University College London, London, Storbritannien
³Quantinuum, Terrington House, 13–15 Hills Road, Cambridge CB2 1NL, Storbritannien
⁴Institut for Kvanteinformation, RWTH Aachen University, Aachen, Tyskland
⁵Department of Computing, Imperial College London, Storbritannien

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

Abstrakt

Vi præsenterer en ende-til-ende og praktisk tilfældighedsforstærkning og privatiseringsprotokol baseret på Bell-tests. Dette tillader opbygningen af enhedsuafhængige tilfældige talgeneratorer, som udsender (næsten) perfekt upartiske og private numre, selvom der bruges en ukarakteriseret kvanteenhed, der potentielt er bygget af en modstander. Vores generationshastigheder er lineære i kvanteenhedens gentagelseshastighed, og den klassiske tilfældighedsefterbehandling har kvasi-lineær kompleksitet - hvilket gør den effektiv på en standard personlig bærbar computer. Den statistiske analyse er også skræddersyet til kvanteenheder i den virkelige verden.
Vores protokol vises derefter på flere forskellige kvantecomputere. Selvom det ikke er bevidst bygget til opgaven, viser vi, at kvantecomputere kan køre trofaste Bell-tests ved at tilføje minimale antagelser. På denne semi-enhedsuafhængige måde genererer vores protokol (næsten) perfekt upartiske og private tilfældige tal på nutidens kvantecomputere.

Praktisk tilfældighedsforstærkning og privatisering med implementeringer på kvantecomputere PlatoBlockchain Data Intelligence. Lodret søgning. Ai.

Udvalgt billede: Opsætningen og blokdiagrammet for opgaven med (enhedsuafhængig) tilfældighedsforstærkning og privatisering, hvor en uperfekt, eller svag, og ikke-privat tilfældig talgenerator behandles til en (næsten-)perfekt tilfældig og privat finale output, der kan bruges i kryptografiske applikationer. Flere detaljer findes i manuskriptet, se Fig.1.

Populært resumé

Næsten perfekt tilfældighed er påkrævet for sikkerheden af de fleste kryptografiske applikationer. Selvom det er vigtigt, er en fejlfri tilfældig talgenerator ekstremt svær at bygge i praksis. Hovedårsagerne til dette er uundgåelige hardwarefejl og kræver indledende næsten perfekt tilfældighed for at generere mere, hvilket fører til en cirkulæritet. Enhedsuafhængige tilfældighedsforstærknings- og privatiseringsprotokoller (DIRAP) løser begge problemer på samme tid. Faktisk genererer DIRAP (næsten) perfekt privat tilfældighed fra ufuldkommen og ikke-privat tilfældighed, og sikkerhedskrav fremsættes med minimale hardwareantagelser, hvilket gør det velbegrundet i praksis. Ulempen ved DIRAP er, at det er notorisk svært at implementere.

For første gang udvikler vi en komplet DIRAP-protokol, inklusive efterbehandling i form af effektive tilfældighedsudtræksalgoritmer. For at vise dets praktiske anvendelighed implementerer vi vores protokol på eksisterende kvantecomputere. Selvom dette indebærer at man gør et par ekstra hardwareantagelser, viser vi, at disse er velbegrundede på visse enheder; dette er kendt som "semi-enhedsuafhængighed". På denne måde bruger vi nutidens kvantecomputere til at generere tilfældighed til kryptografi med fordelene ved DIRAP.

► BibTeX-data

@article{Foreman2023practicalrandomness, doi = {10.22331/q-2023-03-30-969}, url = {https://doi.org/10.22331/q-2023-03-30-969}, title = {Practical randomness amplifikation og privatisering med implementeringer på kvantecomputere}, forfatter = {Foreman, Cameron og Wright, Sherilyn og Edgington, Alec og Berta, Mario og Curchod, Florian J.}, journal = {{Quantum}}, issn = {2521-327X }, udgiver = {{Verein zur F{“{o}}rderung des Open Access Publizierens in den Quantenwissenschaften}}, bind = {7}, sider = {969}, måned = marts, år = {2023} }

► Referencer

[1] Mario Stipčević og Çetin Kaya Koç "True random number generators" Springer (2014).
https://doi.org/10.1007/978-3-319-10683-0_12

[2] Mario Stipčević "Quantum random number generators and their applications in cryptography" Advanced Photon Counting Techniques VI 8375, 837504 (2012).
https:///doi.org/10.1117/12.919920

[3] Miguel Herrero-Collantes og Juan Carlos Garcia-Escartin "Quantum random number generators" Anmeldelser af Modern Physics 89, 015004 (2017).
https:///doi.org/10.1103/RevModPhys.89.015004

[4] Ronen Shaltiel "An introduction to randomness extractors" Internationalt kollokvium om automater, sprog og programmering 21-41 (2011).
https://doi.org/10.1007/978-3-642-22012-8_2

[5] Miklos Santhaand Umesh V Vazirani "Generering af kvasi-tilfældige sekvenser fra semi-tilfældige kilder" Journal of computer and system sciences 33, 75-87 (1986).
https://doi.org/10.1016/0022-0000(86)90044-9

[6] Roger Colbeck og Renato Renner "Free randomness can be amplified" Nature Physics 8, 450-453 (2012).
https://doi.org/10.1038/nphys2300

[7] M. Kesslerand R. Arnon-Friedman "Device-uafhængig Randomness Amplification and Privatization" IEEE Journal on Selected Areas in Information Theory 1–1 (2020).
https:///doi.org/10.1109/jsait.2020.3012498

[8] Rodrigo Gallego, Lluis Masanes, Gonzalo De La Torre, Chirag Dhara, Leandro Aolita og Antonio Acín, "Fuld tilfældighed fra vilkårligt deterministiske begivenheder" Nature communications 4, 1-7 (2013).
https:///doi.org/10.1038/ncomms3654

[9] Hanna Wojewódka, Fernando GSL Brandão, Andrzej Grudka, Karol Horodecki, Michał Horodecki, Paweł Horodecki, Marcin Pawłowski, Ravishankar Ramanathan og Maciej Stankiewicz, "Forstærkning af tilfældigheden af svage kilder korreleret med enheder på Information The63 Transactions IE7592. (7611).
https:///doi.org/10.1109/TIT.2017.2738010

[10] Kai-Min Chung, Yaoyun Shi og Xiaodi Wu, "Generel tilfældighedsforstærkning med ikke-signalerende sikkerhed" Tilgængelig: https:///ix.cs.uoregon.edu/xiaodiwu/papers/csw16.pdf (2016) ).

[11] Kai-Min Chung, Yaoyun Shi og Xiaodi Wu, "Physical randomness extractors: generering tilfældige tal med minimale antagelser" arXiv preprint arXiv:1402.4797 (2014).
https:///doi.org/10.48550/arXiv.1402.4797

[12] Fernando Brandão, Ravishankar Ramanathan, Andrzej Grudka, Karol Horodecki, Michał Horodecki, Paweł Horodecki, Tomasz Szarek og Hanna Wojewódka, "Realistisk støj-tolerant tilfældighedsforstærkning ved hjælp af et begrænset antal enheder" Nature Communications 7, (11345).
https:///doi.org/10.1038/ncomms11345

[13] Ravishankar Ramanathan, Fernando GSL Brandão, Karol Horodecki, Michał Horodecki, Paweł Horodecki og Hanna Wojewódka, "Randomness Amplification under Minimal Fundamental Assumptions on the Devices" Phys. Rev. Lett. 117, 230501 (2016).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.117.230501

[14] Ravishankar Ramanathan, Michał Horodecki, Stefano Pironio, Karol Horodecki og Paweł Horodecki, "Generiske tilfældighedsforstærkningsskemaer ved hjælp af Hardy paradokser" arXiv preprint arXiv:1810.11648 (2018).
https:///doi.org/10.48550/arXiv.1810.11648

[15] Antonio Acínand Lluis Masanes "Certificeret tilfældighed i kvantefysik" Nature 540, 213-219 (2016).
https:///doi.org/10.1038/nature20119

[16] Stephen Checkoway, Ruben Niederhagen, Adam Everspaugh, Matthew Green, Tanja Lange, Thomas Ristenpart, Daniel J Bernstein, Jake Maskiewicz, Hovav Shacham og Matthew Fredrikson, "Om den praktiske udnyttelse af dobbelt ${$EC$}$ i ${$ TLS$}$ implementeringer” 23. ${$USENIX$}$ Security Symposium (${$USENIX$}$ Security 14) 319–335 (2014).

[17] Daniel J Bernstein, Tanja Lange og Ruben Niederhagen, "Dual EC: A standardized backdoor" Springer (2016).
https://doi.org/10.1007/978-3-662-49301-4_17

[18] Stephen Checkoway, Jacob Maskiewicz, Christina Garman, Joshua Fried, Shaanan Cohney, Matthew Green, Nadia Heninger, Ralf-Philipp Weinmann, Eric Rescorla og Hovav Shacham, "En systematisk analyse af Juniper Dual EC-hændelsen" Proceedings of the 2016 ACM SIGSAC Konference om computer- og kommunikationssikkerhed 468–479 (2016).
https:///doi.org/10.1145/2976749.2978395

[19] Yevgeniy Dodis, David Pointcheval, Sylvain Ruhault, Damien Vergniaud og Daniel Wichs, "Sikkerhedsanalyse af pseudo-tilfældige talgeneratorer med input: /dev/random is not robust" Proceedings of 2013 ACM SIGSAC-konferencen om computer- og kommunikationssikkerhed 647-658 (2013).
https:///doi.org/10.1145/2508859.2516653

[20] Nadia Heninger, Zakir Durumeric, Eric Wustrow og J Alex Halderman, "Mining your Ps and Qs: Detection of widespread weak keys in network devices" Præsenteret som en del af det 21. ${$USENIX$}$ Security Symposium (${$USENIX) $}$ Sikkerhed 12) 205–220 (2012).

[21] John Kelsey, Bruce Schneier, David Wagner og Chris Hall, "Cryptanalytic attacks on pseudorandom number generators" International workshop om hurtig softwarekryptering 168-188 (1998).
https://doi.org/10.1007/3-540-69710-1_12

[22] YongBin Zhou og DengGuo Feng "Sidekanalangreb: ti år efter offentliggørelsen og indvirkningen på kryptografisk modulsikkerhedstest." IACR Cryptol. ePrint Arch. 2005, 388 (2005).
https://eprint.iacr.org/2005/388

[23] Dan Boneh, Richard A DeMillo og Richard J Lipton, "Om vigtigheden af at kontrollere kryptografiske protokoller for fejl" International konference om teori og anvendelse af kryptografiske teknikker 37-51 (1997).
https://doi.org/10.1007/3-540-69053-0_4

[24] Johannes Thewes, Carolin Lüders og Marc Aßmann, "Avlytningsangreb på en betroet kontinuert-variabel kvante-tilfældige talgenerator" Physical Review A 100, 052318 (2019).
https:///doi.org/10.1103/physreva.100.052318

[25] Ilja Gerhardt, Qin Liu, Antia Lamas-Linares, Johannes Skaar, Christian Kurtsiefer og Vadim Makarov, "Fuldfeltsimplementering af en perfekt aflytning på et kvantekryptografisystem" Nature communications 2, 1-6 (2011).
https:///doi.org/10.1038/ncomms1348

[26] Lars Lydersen, Carlos Wiechers, Christoffer Wittmann, Dominique Elser, Johannes Skaar og Vadim Makarov, "Hacking commercial quantum cryptography systems by tailored bright illumination" Nature photonics 4, 686-689 (2010).
https:///doi.org/10.1038/nphoton.2010.214

[27] Juan Carlos Garcia-Escartin, Shihan Sajeed og Vadim Makarov, "Angreb af kvantenøglefordeling ved lysinjektion via ventilationsåbninger" PloS one 15, e0236630 (2020).
https:///doi.org/10.1371/journal.pone.0236630

[28] Denis Rosset, Raphael Ferretti-Schöbitz, Jean-Daniel Bancal, Nicolas Gisin og Yeong-Cherng Liang, "Ufuldkomne måleindstillinger: Implikationer for kvantetilstandstomografi og entanglement vidner" Fysisk gennemgang A 86, 062325 (2012).
https:///doi.org/10.1103/physreva.86.062325

[29] Darren Hurley-Smithand Julio Hernandez-Castro "Quam Bene Non Quantum: Bias in a Family of Quantum Random Number Generators." IACR Cryptol. ePrint Arch. 2017, 842 (2017).
https://eprint.iacr.org/2017/842

[30] Darren Hurley-Smithand Julio Hernandez-Castro "Quantum leap and crash: Searching and finding bias in quantum random number generators" ACM Transactions on Privacy and Security (TOPS) 23, 1-25 (2020).
https:///doi.org/10.1145/3398726

[31] Yevgeniy Dodis, Shien Jin Ong, Manoj Prabhakaran og Amit Sahai, "Om (im) muligheden for kryptografi med ufuldkommen tilfældighed" 45. årlige IEEE Symposium on Foundations of Computer Science 196-205 (2004).
https:///doi.org/10.1109/focs.2004.44

[32] Carl Bosley og Yevgeniy Dodis "Kræver privatliv ægte tilfældighed?" Theory of Cryptography Conference 1–20 (2007).
https://doi.org/10.1007/978-3-540-70936-7_1

[33] James L McInnes og Benny Pinkas "Om umuligheden af privat nøglekryptografi med svagt tilfældige nøgler" Konference om teorien og anvendelsen af kryptografi 421-435 (1990).
https://doi.org/10.1007/3-540-38424-3_31

[34] Yevgeniy Dodis og Joel Spencer "På (ikke) universaliteten af engangsblokken" Det 43. årlige IEEE Symposium on Foundations of Computer Science, 2002. Proceedings. 376-385 (2002).
https:///doi.org/10.1109/sfcs.2002.1181962

[35] Yevgeniy Dodis, Adriana López-Alt, Ilya Mironov og Salil Vadhan, "Differential privacy with uperfect randomness" Annual Cryptology Conference 497-516 (2012).
https://doi.org/10.1007/978-3-642-32009-5_29

[36] Cameron Foreman, Richie Yeung, Alec Edgington og Florian Curchod, "kryptomit: Et alsidigt, brugervenligt bibliotek af tilfældighedsudtrækkere" Under forberedelse (2023).

[37] 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

[38] Rotem Arnon-Friedman, Christopher Portmann og Volkher B. Scholz, "Quantum-Proof Multi-Source Randomness Extractors in the Markov Model" Proceedings TQC 61, 1-34 (2016).
https:///doi.org/10.4230/LIPIcs.TQC.2016.2

[39] Roger Colbeck "Quantum And Relativistic Protocols For Secure Multi-Party Computation" afhandling (2006).
https:///doi.org/10.48550/arXiv.0911.3814

[40] Stefano Pironio, Antonio Acín, Serge Massar, A Boyer de La Giroday, Dzmitry N Matsukevich, Peter Maunz, Steven Olmschenk, David Hayes, Le Luo og T Andrew Manning, "Tilfældige tal certificeret af Bells teorem" Nature 464, 1021-1024 (2010).
https:///doi.org/10.1038/nature09008

[41] Peter Bierhorst, Emanuel Knill, Scott Glancy, Yanbao Zhang, Alan Mink, Stephen Jordan, Andrea Rommal, Yi-Kai Liu, Bradley Christensen og Sae Woo Nam, "Eksperimentelt genereret tilfældighed certificeret af umuligheden af superluminale signaler" Nature 556, 223 –226 (2018).
https://doi.org/10.1038/s41586-018-0019-0

[42] Yang Liu, Qi Zhao, Ming-Han Li, Jian-Yu Guan, Yanbao Zhang, Bing Bai, Weijun Zhang, Wen-Zhao Liu, Cheng Wu og Xiao Yuan, "Enhedsuafhængig kvantetilfældigt talgenerering" Nature 562, 548-551 (2018).
https://doi.org/10.1038/s41586-018-0559-3

[43] Lynden K Shalm, Yanbao Zhang, Joshua C Bienfang, Collin Schlager, Martin J Stevens, Michael D Mazurek, Carlos Abellán, Waldimar Amaya, Morgan W Mitchell og Mohammad A Alhejji, "Enhedsuafhængig tilfældighedsudvidelse med entangled photons" Naturfysik 1 –5 (2021).
https://doi.org/10.1038/s41567-020-01153-4

[44] Bas Hensen, Hannes Bernien, Anaïs E Dréau, Andreas Reiserer, Norbert Kalb, Machiel S Blok, Just Ruitenberg, Raymond FL Vermeulen, Raymond N Schouten og Carlos Abellán, "Smuthulsfri klokkeulighedskrænkelse ved hjælp af elektronspin adskilt af 1.3 kilometer" Nature 526, 682-686 (2015).
https:///doi.org/10.1038/nature15759

[45] Wenjamin Rosenfeld, Daniel Burchardt, Robert Garthoff, Kai Redeker, Norbert Ortegel, Markus Rau og Harald Weinfurter, "Begivenhedsklar klokketest ved hjælp af indviklede atomer, der samtidig lukker detektions- og lokalitetssmuthuller" Fysisk gennemgang breve 119, 010402 (2017).
https:///doi.org/10.1103/physrevlett.119.010402

[46] Marissa Giustina, Marijn AM Versteegh, Sören Wengerowsky, Johannes Handsteiner, Armin Hochrainer, Kevin Phelan, Fabian Steinlechner, Johannes Kofler, Jan-Åke Larsson og Carlos Abellán, "Significant-smuthul-fri test af Bells sætning med entangled photons" Fysisk gennemgang breve 115, 250401 (2015).
https:///doi.org/10.1103/physrevlett.115.250401

[47] Lynden K Shalm, Evan Meyer-Scott, Bradley G Christensen, Peter Bierhorst, Michael A Wayne, Martin J Stevens, Thomas Gerrits, Scott Glancy, Deny R Hamel og Michael S Allman, "Stærk smuthulsfri test af lokal realisme" Fysisk revisionsbreve 115, 250402 (2015).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.115.250402

[48] Nicolas Brunner, Stefano Pironio, Antonio Acin, Nicolas Gisin, André Allan Méthot og Valerio Scarani, "Testing the dimension of Hilbert spaces" Physical review letters 100, 210503 (2008).
https:///doi.org/10.1103/physrevlett.100.210503

[49] Rodrigo Gallego, Nicolas Brunner, Christopher Hadley og Antonio Acín, "Enhedsuafhængige test af klassiske og kvantedimensioner" Physical review letters 105, 230501 (2010).
https:///doi.org/10.1103/physrevlett.105.230501

[50] Joseph Bowles, Marco Túlio Quintino og Nicolas Brunner, "Certificering af dimensionen af klassiske og kvantesystemer i et forberedelse-og-mål scenarie med uafhængige enheder" Fysisk gennemgang breve 112, 140407 (2014).
https:///doi.org/10.1103/physrevlett.112.140407

[51] Tommaso Lunghi, Jonatan Bohr Brask, Charles Ci Wen Lim, Quentin Lavigne, Joseph Bowles, Anthony Martin, Hugo Zbinden og Nicolas Brunner, "Selvtestende kvante-tilfældige talgenerator" Fysiske gennemgangsbreve 114, 150501 (2015).
https:///doi.org/10.1103/physrevlett.114.150501

[52] Jonatan Bohr Brask, Anthony Martin, William Esposito, Raphael Houlmann, Joseph Bowles, Hugo Zbinden og Nicolas Brunner, "Megahertz-rate semi-enhedsuafhængige kvante tilfældige talgeneratorer baseret på utvetydig tilstandsdiskrimination" Fysisk gennemgang anvendt 7, 054018 (2017) ).
https:///doi.org/10.1103/physrevapplied.7.054018

[53] Thomas Van Himbeeck, Erik Woodhead, Nicolas J Cerf, Raúl García-Patrón og Stefano Pironio, "Semi-enhedsuafhængig ramme baseret på naturlige fysiske antagelser" Quantum 1, 33 (2017).
https://doi.org/10.22331/q-2017-11-18-33

[54] Thomas Van Himbeeck og Stefano Pironio "Korrelationer og tilfældighedsgenerering baseret på energibegrænsninger" arXiv preprint arXiv:1905.09117 (2019).
https:///doi.org/10.48550/arXiv.1905.09117

[55] Davide Rusca, Hamid Tebyanian, Anthony Martin og Hugo Zbinden, "Hurtig selvtestende kvante-tilfældig talgenerator baseret på homodynedetektion" Applied Physics Letters 116, 264004 (2020).
https:///doi.org/10.1063/5.0011479

[56] David Drahi, Nathan Walk, Matty J Hoban, Aleksey K Fedorov, Roman Shakhovoy, Akky Feimov, Yury Kurochkin, W Steven Kolthammer, Joshua Nunn og Jonathan Barrett, "Certified Quantum Random Numbers from Untrusted Light" Physical Review X 10, 041048 ( 2020).
https:///doi.org/10.1103/physrevx.10.041048

[57] Christopher Portmannand Renato Renner "Kryptografisk sikkerhed for kvantenøgledistribution" arXiv preprint arXiv:1409.3525 (2014).
https:///doi.org/10.48550/arXiv.1409.3525

[58] Renato Renner "Sikkerhed ved distribution af kvantenøgler" International Journal of Quantum Information 6, 1-127 (2008).
https://doi.org/10.1142/s0219749908003256

[59] Jonathan Barrett, Roger Colbeck og Adrian Kent, "Hukommelsesangreb på enhedsuafhængig kvantekryptografi" Physical review letters 110, 010503 (2013).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.110.010503

[60] Nicolas Brunner, Daniel Cavalcanti, Stefano Pironio, Valerio Scarani og Stephanie Wehner, "Bell nonlocality" Reviews of Modern Physics 86, 419 (2014).
https:///doi.org/10.1103/revmodphys.86.419

[61] N David Mermin "Ekstrem kvantesammenfiltring i en superposition af makroskopisk adskilte tilstande" Physical Review Letters 65, 1838 (1990).
https:///doi.org/10.1103/physrevlett.65.1838

[62] Adán Cabello, Álvaro Feito og Antia Lamas-Linares, "Bells uligheder med realistisk støj for polarisationsindfiltrede fotoner" Physical Review A 72, 052112 (2005).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.72.052112

[63] Erik Woodhead, Boris Bourdoncle og Antonio Acín, "Tilfældighed versus ikke-lokalitet i Mermin-Bell-eksperimentet med tre parter" Quantum 2, 82 (2018).
https://doi.org/10.22331/q-2018-08-17-82

[64] Gilles Pützand Nicolas Gisin "Measurement dependent locality" New Journal of Physics 18, 055006 (2016).
https://doi.org/10.1088/1367-2630/18/5/055006

[65] Frederic Dupuis, Omar Fawzi og Renato Renner, "Entropy accumulation" Communications in Mathematical Physics 379, 867-913 (2020).
https://doi.org/10.1007/s00220-020-03839-5

[66] S. Vadhan "The unified theory of pseudorandomness: guest column" SIGACT News 38, 39-54 (2007).
https:///doi.org/10.1145/1324215.1324225

[67] Xin Li "Three-Source Extractors for Polylogarithmic Min-Entropy" Proceedings of the 2015 IEEE 56th Annual Symposium on Foundations of Computer Science (FOCS) 863-882 (2015).
https:///doi.org/10.1109/FOCS.2015.58

[68] X. Li "Forbedrede to-kildeudtrækkere og affine ekstraktorer til polylogaritmisk entropi" 2016 IEEE 57. årlige symposium om grundlaget for computervidenskab (FOCS) 168-177 (2016).
https:///doi.org/10.1109/focs.2016.26

[69] Brian Julsgaard, Jacob Sherson, J. Ignacio Cirac, Jaromír Fiurášek og Eugene S. Polzik, "Eksperimentel demonstration af kvantehukommelse for lys" Nature 432, 482-486 (2004).
https:///doi.org/10.1038/nature03064

[70] Dmitry Gavinsky, Julia Kempe, Iordanis Kerenidis, Ran Raz og Ronald De Wolf, "Eksponentielle adskillelser for envejs kvantekommunikationskompleksitet, med applikationer til kryptografi" Proceedings of the 516. årlige ACM symposium om Theory of computing 525-2007 ( XNUMX).
https:///doi.org/10.1145/1250790.1250866

[71] Roy Kasherand Julia Kempe "Two-source extractors secure against quantum adversaries" Theory of Computing 8, 461-486 (2012).
https:///doi.org/10.4086/toc.2012.v008a021

[72] Gilles van Assche "Quantum cryptography and secret-key destillation" Cambridge University Press (2006).
https:///doi.org/10.1017/CBO9780511617744

[73] M. Hayashiand T. Tsurumaru "Mere effektiv privatlivsforstærkning med mindre tilfældige frø via dobbelt universel hashfunktion" IEEE-transaktioner på informationsteori 62, 2213–2232 (2016).
https:///doi.org/10.1109/TIT.2016.2526018

[74] Yevgeniy Dodis, Ariel Elbaz, Roberto Oliveira og Ran Raz, "Forbedret tilfældighedsudvinding fra to uafhængige kilder" Proceedings RANDOM 3122, 334-344 (2004).
https://doi.org/10.1007/978-3-540-27821-4_30

[75] Luca Trevisan "Extractors and Pseudorandom Generators" J. ACM 48, 860-879 (2001).
https:///doi.org/10.1145/502090.502099

[76] Ran Raz "Extractors with Weak Random Seeds" Proceedings STOC 11-20 (2005).
https:///doi.org/10.1145/1060590.1060593

[77] Anindya De, Christopher Portmann, Thomas Vidick og Renato Renner, "Trevisan's Extractor in the Presence of Quantum Side Information" SIAM J. Comput. 41, 915-940 (2012).
https:///doi.org/10.1137/100813683

[78] Wolfgang Mauerer, Christopher Portmann og Volkher B Scholz, "En modulær ramme for tilfældighedsekstraktion baseret på Trevisans konstruktion" arXiv preprint arXiv:1212.0520 (2012).
https:///doi.org/10.48550/arXiv.1212.0520

[79] Mario Berta, Omar Fawzi og Volkher B Scholz, "Kvantesikre tilfældighedsudtrækkere via operatørrumsteori" IEEE Transactions on Information Theory 63, 2480-2503 (2016).
https:///doi.org/10.1109/tit.2016.2627531

[80] Mario Bertaand Fernando Brandao "Robust tilfældighedsgenerering på kvantecomputere" (2021).

[81] Yu-Ao Chen, Tao Yang, An-Ning Zhang, Zhi Zhao, Adán Cabello og Jian-Wei Pan, "Eksperimentel krænkelse af Bells ulighed hinsides Tsirelson's bundet" Fysisk gennemgang breve 97, 170408 (2006).
https:///doi.org/10.1103/physrevlett.97.170408

[82] Andrew Rukhin, Juan Soto, James Nechvatal, Miles Smid og Elaine Barker, "En statistisk testsuite for tilfældige og pseudorandom-talgeneratorer til kryptografiske applikationer" (2001).
https:///doi.org/10.6028/nist.sp.800-22

[83] John Clarke og Frank K Wilhelm "Superledende kvantebit" Nature 453, 1031-1042 (2008).
https:///doi.org/10.1038/nature07128

[84] Colin D Bruzewicz, John Chiaverini, Robert McConnell og Jeremy M Sage, "Trapped-ion quantum computing: Progress and challenges" Applied Physics Reviews 6, 021314 (2019).
https:///doi.org/10.1063/1.5088164

[85] Markus Ansmann, H Wang, Radoslaw C Bialczak, Max Hofheinz, Erik Lucero, Matthew Neeley, Aaron D O'Connell, Daniel Sank, Martin Weides og James Wenner, "Violation of Bell's inequality in Josephson phase qubits" Nature 461, 504– 506 (2009).
https:///doi.org/10.1038/nature08363

[86] Juan M Pino, Jennifer M Dreiling, Caroline Figgatt, John P Gaebler, Steven A Moses, MS Allman, CH Baldwin, M Foss-Feig, D Hayes og K Mayer, "Demonstration af den fangede-ion kvante CCD-computerarkitektur" Nature 592, 209-213 (2021).
https://doi.org/10.1038/s41586-021-03318-4

[87] Dave Bacon og Benjamin F Toner "Bell inequalities with auxiliary communication" Physical review letters 90, 157904 (2003).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.90.157904

[88] Jonathan Silman, Stefano Pironio og Serge Massar, "Enhedsuafhængig tilfældighedsgenerering i nærvær af svag krydstale" Fysisk gennemgang breve 110, 100504 (2013).
https:///doi.org/10.1103/physrevlett.110.100504

[89] Jonatan Bohr Braskand Rafael Chaves "Bell scenarier med kommunikation" Journal of Physics A: Mathematical and Theoretical 50, 094001 (2017).
https:///doi.org/10.1088/1751-8121/aa5840

[90] Pedro Parrado-Rodríguez, Ciarán Ryan-Anderson, Alejandro Bermudez og Markus Müller, "Crossstalk suppression for fejltolerant kvantefejlkorrektion med fangede ioner" Quantum 5, 487 (2021).
https://doi.org/10.22331/q-2021-06-29-487

[91] JP Gaebler, CH Baldwin, SA Moses, JM Dreiling, C Figgatt, M Foss-Feig, D Hayes og JM Pino, "Suppression of midcircuit measurement crosstalk errors with micromotion" Physical Review A 104, 062440 (2021).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.104.062440

[92] Daniel M Greenberger, Michael A Horne og Anton Zeilinger, "Going beyond Bell's theorem" Springer (1989).
https://doi.org/10.1007/978-94-017-0849-4_10

[93] Seyon Sivarajah, Silas Dilkes, Alexander Cowtan, Will Simmons, Alec Edgington og Ross Duncan, "t$|$ket$>$: En retargetable compiler til NISQ-enheder" Quantum Science and Technology (2020).
https://doi.org/10.1088/2058-9565/ab8e92

[94] Tony Metger, Omar Fawzi, David Sutter og Renato Renner, "Generalised entropy accumulation" arXiv preprint arXiv:2203.04989 (2022).
https:///doi.org/10.48550/arXiv.2203.04989

[95] Olmo Nieto-Silleras, Stefano Pironio og Jonathan Silman, "Brug af komplet målestatistikker til optimal enhedsuafhængig tilfældighedsevaluering" New Journal of Physics 16, 013035 (2014).
https://doi.org/10.1088/1367-2630/16/1/013035

[96] Rotem Arnon-Friedman, Renato Renner og Thomas Vidick, "Simple og stramme enhedsuafhængige sikkerhedsbeviser" SIAM Journal on Computing 48, 181-225 (2019).
https:///doi.org/10.1137/18M1174726

[97] Rotem Arnon-Friedman "Reduktioner til IID i enhedsuafhængig kvanteinformationsbehandling" arXiv preprint arXiv:1812.10922 (2018).
https:///doi.org/10.48550/arXiv.1812.10922

[98] U. Vazirani "Effektivitetsovervejelser ved brug af semi-tilfældige kilder" Proceedings STOC 160-168 (1987).
https:///doi.org/10.1145/28395.28413

[99] Marco Tomamichel, Christian Schaffner, Adam Smith og Renato Renner, "Resterende hashing mod kvantesideinformation" IEEE Transactions on Information Theory 57, 5524-5535 (2011).
https:///doi.org/10.1109/TIT.2011.2158473

[100] Marco Tomamichel "Quantum Information Processing with Finite Resources — Mathematical Foundations" Springer International Publishing (2016).
https://doi.org/10.1007/978-3-319-21891-5

[101] Victor Shoup "A Computational Introduction to Number Theory and Algebra" Cambridge University Press (2009).

[102] Daniel Lemire, Owen Kaser og Nathan Kurz, "Hurtigere rest ved direkte beregning: applikationer til compilere og softwarebiblioteker" Software: Practice and Experience 49, 953-970 (2019).
https://doi.org/10.1002/spe.2689

[103] Noga Alon, László Babai og Alon Itai, "En hurtig og enkel randomiseret parallel algoritme til det maksimale uafhængige sæt problem" Journal of Algorithms 7, 567-583 (1986).
https://doi.org/10.1016/0196-6774(86)90019-2

[104] N. Alon, O. Goldreich, J. Hastad og R. Peralta, "Simpel konstruktion af næsten k-vise uafhængige stokastiske variable" Proceedings FOCS 2, 544-553 (1990).
https:///doi.org/10.1109/FSCS.1990.89575

[105] Joseph. Naorand Moni. Naor "Small-Bias Probability Spaces: Efficient Constructions and Applications" SIAM Journal on Computing 22, 838-856 (1993).
https:///doi.org/10.1137/0222053

Citeret af

[1] Marcos Allende, Diego López León, Sergio Cerón, Antonio Leal, Adrián Pareja, Marcelo Da Silva, Alejandro Pardo, Duncan Jones, David Worrall, Ben Merriman, Jonathan Gilmore, Nick Kitchener og Salvador E. Venegas-Andraca, “ Kvantemodstand i blockchain-netværk", arXiv: 2106.06640, (2021).

[2] Marcin M. Jacak, Piotr Jóźwiak, Jakub Niemczuk og Janusz E. Jacak, "Quantum generators of random numbers", Scientific Reports 11, 16108 (2021).

[3] Ravishankar Ramanathan, Michał Banacki og Paweł Horodecki, "Ingen signaleringssikker tilfældighedsudvinding fra offentlige svage kilder", arXiv: 2108.08819, (2021).

[4] Gabriel Senno og Antonio Acín, "Semi-enhedsuafhængig fuld tilfældighedsforstærkning baseret på energigrænser", arXiv: 2108.09100, (2021).

Ovenstående citater er fra SAO/NASA ADS (sidst opdateret 2023-03-30 13:10:40). Listen kan være ufuldstændig, da ikke alle udgivere leverer passende og fuldstændige citatdata.

Kunne ikke hente Crossref citeret af data under sidste forsøg 2023-03-30 13:10:38: Kunne ikke hente citerede data for 10.22331/q-2023-03-30-969 fra Crossref. Dette er normalt, hvis DOI blev registreret for nylig.

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-2023-03-30-969/

Tidsstempel: Marts 30, 2023

Praktisk tilfældighedsforstærkning og privatisering med implementeringer på kvantecomputere

Genudgivet af Platon

Abstrakt

Populært resumé

► BibTeX-data

► Referencer

Citeret af

Mere fra Quantum Journal

Simpel kvantekontekstualitet

Grænser for korttidsudvikling af lokale Hamiltonianere

Spektralopløsninger i effektalgebraer

Simulering af gauge-teorier med variationelle kvanteegenopløsere i superledende mikrobølgehulrum

Hamiltonsk variationsansatz uden golde plateauer

Komplet udvidelse: den ikke-signalerende analog af kvanteoprensning

State Preparation Boosters for tidlig fejltolerant kvanteberegning

Teleportering af post-udvalgte kvantestater

Effektive klassiske algoritmer til simulering af symmetriske kvantesystemer

Semi-enhedsafhængig blind kvantetomografi

Om os

Vertikal søgning & Ai

perron

Stay Connected

Konto