Πολυμερής Εγγενής Συμφωνία Κλειδιού Συνδιάσκεψης μη Τοπικότητας και Ανεξάρτητης από Συσκευή

Πολυμερής Εγγενής Συμφωνία Κλειδιού Συνδιάσκεψης μη Τοπικότητας και Ανεξάρτητης από Συσκευή

Χρονική σήμανση: 19 Ιανουαρίου 2023 6:41 π.μ.
Πολυμερής Εγγενής Μη Τοπική Συμφωνία Συνδιάσκεψης και Ανεξάρτητη από Συσκευή Βασική Συμφωνία PlatoBlockchain Data Intelligence. Κάθετη αναζήτηση. Ολα συμπεριλαμβάνονται.

Άμπι Φίλιπ1,5, Eneet Kaur2,4, Peter Bierhorst3, και Mark M. Wilde1,6

1Hearne Institute for Theoretical Physics, Τμήμα Φυσικής και Αστρονομίας, και Κέντρο Υπολογιστών και Τεχνολογίας, Πολιτειακό Πανεπιστήμιο της Λουιζιάνα, Μπάτον Ρουζ, Λουιζιάνα 70803, Η.Π.Α.
2Ινστιτούτο Κβαντικών Υπολογιστών και Τμήμα Φυσικής και Αστρονομίας, Πανεπιστήμιο του Waterloo, Waterloo, Ontario N2L 3G1, Καναδάς
3Τμήμα Μαθηματικών, Πανεπιστήμιο της Νέας Ορλεάνης, Λουιζιάνα 70148, Η.Π.Α
4Wyant College of Optical Sciences, University of Arizona, Tucson, Arizona 85721, Η.Π.Α.
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

Βρείτε αυτό το άρθρο ενδιαφέρουσα ή θέλετε να συζητήσετε; Scite ή αφήστε ένα σχόλιο για το SciRate.

Περίληψη

Σε αυτή την εργασία, εισάγουμε την πολυμερή εγγενή μη-τοπικότητα ως μέθοδο για τον ποσοτικό προσδιορισμό των πόρων στο πολυμερές σενάριο της συμφωνίας κλειδιού συνδιάσκεψης ανεξάρτητης συσκευής (DI). Αποδεικνύουμε ότι η πολυμερής εγγενής μη-τοπικότητα είναι προσθετική, κυρτή και μονότονη κάτω από μια κατηγορία ελεύθερων πράξεων που ονομάζονται τοπικές πράξεις και κοινή τυχαιότητα. Ως μία από τις τεχνικές συνεισφορές μας, καθιερώνουμε έναν κανόνα αλυσίδας για δύο παραλλαγές πολυμερών αμοιβαίων πληροφοριών, τις οποίες στη συνέχεια χρησιμοποιούμε για να αποδείξουμε ότι η πολυμερής εγγενής μη τοπικότητα είναι προσθετική. Αυτός ο κανόνας αλυσίδας μπορεί να έχει ανεξάρτητο ενδιαφέρον σε άλλα πλαίσια. Όλες αυτές οι ιδιότητες της πολυμερούς εγγενούς μη-τοπικότητας είναι χρήσιμες για τον καθορισμό του κύριου αποτελέσματος της εργασίας μας: η πολυμερής εγγενής μη-τοπικότητα είναι ένα ανώτερο όριο στο ποσοστό μυστικού κλειδιού στο γενικό πολυμερές σενάριο της συμφωνίας κλειδιού διάσκεψης DI. Συζητάμε διάφορα παραδείγματα πρωτοκόλλων κλειδιών διάσκεψης DI και συγκρίνουμε τα ανώτερα όριά μας για αυτά τα πρωτόκολλα με τα γνωστά κάτω όρια. Τέλος, υπολογίζουμε τα ανώτερα όρια στις πρόσφατες πειραματικές πραγματοποιήσεις της κατανομής κβαντικού κλειδιού DI.

► Δεδομένα BibTeX

► Αναφορές

[1] Charles H. Bennett και Gilles Brassard. «Κβαντική κρυπτογραφία: Διανομή δημόσιου κλειδιού και ρίψη νομισμάτων». In Proceedings of IEEE International Conference on Computers Systems and Signal Processing, Bangalore, Ινδία. Σελίδα 175–179. (1984). arXiv:2003.06557.
https: / / doi.org/ 10.1016 / j.tcs.2014.05.025
arXiv: 2003.06557

[2] Artur K. Ekert. «Κβαντική κρυπτογραφία βασισμένη στο θεώρημα του Bell». Physical Review Letters 67, 661–663 (1991).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.67.661

[3] Ντόμινικ Μάγιερς. «Ανεπιφύλακτη ασφάλεια στην κβαντική κρυπτογραφία». 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 και Renato Renner. «Σχέση αβεβαιότητας για ομαλές εντροπίες». 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 και Howard M. Wiseman. "Μονόπλευρη διανομή κβαντικού κλειδιού ανεξάρτητη από τη συσκευή: Ασφάλεια, σκοπιμότητα και σύνδεση με το σύστημα διεύθυνσης". Physical Review A 85, 010301 (2012). arXiv:1109.1435.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.85.010301
arXiv: 1109.1435

[6] Dominic Mayers και Andrew. Γιάο. «Κβαντική κρυπτογραφία με ατελείς συσκευές». In Proceedings 39th Annual Symposium on Foundations of Computer Science (Κατ. Αρ.98CB36280). Σελίδες 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 και Valerio Scarani. «Ασφάλεια κβαντικής κρυπτογραφίας ανεξάρτητη από συσκευές έναντι συλλογικών επιθέσεων». 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 και Thomas Vidick. «Πρακτική κβαντική κρυπτογραφία ανεξάρτητη από τη συσκευή μέσω συσσώρευσης εντροπίας». Nature Communications 9, 1–11 (2018).
https:/​/​doi.org/​10.1038/​s41467-017-02307-4

[9] Umesh Vazirani και Thomas Vidick. «Κανονική κατανομή κβαντικού κλειδιού πλήρως ανεξάρτητη από τη συσκευή». 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 και Mark M. Wilde. «Θεμελιώδης αντιστάθμιση ποσοστού-απωλειών για διανομή οπτικού κβαντικού κλειδιού». Nature Communications 5, 1–7 (2014). arXiv:1504.06390.
https: / / doi.org/ 10.1038 / ncomms6235
arXiv: 1504.06390

[11] Eneet Kaur, Mark M. Wilde και Andreas Winter. «Θεμελιώδη όρια στους βασικούς ρυθμούς στην ανεξάρτητη από συσκευές διανομή κβαντικών κλειδιών». New Journal of Physics 22, 023039 (2020). arXiv:1810.05627.
https://doi.org/​10.1088/​1367-2630/​ab6eaa
arXiv: 1810.05627

[12] Marek Winczewski, Tamoghna Das και Karol Horodecki. «Οι περιορισμοί στο κλειδί ανεξάρτητα από τη συσκευή είναι ασφαλείς έναντι μη σηματοδοτούμενου αντιπάλου μέσω της στριμωγμένης μη-τοπικότητας» (2019). arXiv:1903.12154.
arXiv: 1903.12154

[13] Ueli M. Maurer και Stephan Wolf. «Ανεπιφύλακτη ασφαλής βασική συμφωνία και οι εγγενείς πληροφορίες υπό όρους». IEEE Transactions on Information Theory 45, 499–514 (1999).
https: / / doi.org/ 10.1109 / 18.748999

[14] Matthias Christandl και Andreas Winter. «Συμπλοκή εμπλοκής»: ένα πρόσθετο μέτρο εμπλοκής». 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 και Mark M. Wilde. «Αμοιβαία πληροφόρηση υπό όρους και κβαντική διεύθυνση». Φυσική Επιθεώρηση Α 96, 022332 (2017). arXiv:1612.03875.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.96.022332
arXiv: 1612.03875

[16] Jérémy Ribeiro, Gláucia Murta και Stephanie Wehner. «Συμφωνία κλειδιού συνδιάσκεψης πλήρως ανεξάρτητη από τη συσκευή». Φυσική Επιθεώρηση Α 97, 022307 (2018). arXiv:1708.00798.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.97.022307
arXiv: 1708.00798

[17] Gláucia Murta, Federico Grasselli, Hermann Kampermann και Dagmar Bruß. «Συμφωνία κλειδιού κβαντικής διάσκεψης: Μια ανασκόπηση». Advanced Quantum Technologies 3, 2000025 (2020). arXiv:2003.10186.
https: / / doi.org/ 10.1002 / qute.202000025
arXiv: 2003.10186

[18] Michael Epping, Hermann Kampermann και Dagmar Bruß. «Κβαντικά δίκτυα μεγάλης κλίμακας βασισμένα σε γραφήματα». New Journal of Physics 18, 053036 (2016). arXiv:1504.06599.
https:/​/​doi.org/​10.1088/​1367-2630/​18/​5/​053036
arXiv: 1504.06599

[19] Σατόσι Γουατανάμπε. «Πληροφοριακή θεωρητική ανάλυση πολυμεταβλητής συσχέτισης». 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 και Wei Song. «Συνθλιμμένη εμπλοκή για πολυμερή κράτη και μέτρα εμπλοκής με βάση τη μεικτή κυρτή στέγη». 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 και Ivan Savov. «Κατανεμημένη συμπίεση και πολυμερής στριμωγμένη εμπλοκή». 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 και Mark M. Wilde. «Όρια για την απόσταξη εμπλοκής και συμφωνία μυστικού κλειδιού για κανάλια κβαντικής εκπομπής». 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 και Felix Leditzky. «Ανώτατα όρια στους ρυθμούς διανομής κβαντικών κλειδιών ανεξάρτητα από τη συσκευή και μια αναθεωρημένη εικασία Peres». 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 και Harald Weinfurter. «Ένα σύστημα διανομής κβαντικού κλειδιού ανεξάρτητο από συσκευές για απομακρυσμένους χρήστες». 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 και Charles CW Lim. «Κβαντική κατανομή κλειδιού ανεξάρτητη από συσκευή με βάση τυχαίου κλειδιού». 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 και Jian-Wei Pan. «Προς μια φωτονική επίδειξη κατανομής κβαντικού κλειδιού ανεξάρτητη από τη συσκευή». 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 και John Preskill. «Αιτιώδεις και τοπικοποιήσιμες κβαντικές πράξεις». 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 και Stephanie Wehner. "Μη τοπικότητα καμπάνας". Reviews of Modern Physics 86, 419 (2014). arXiv:1303.2849.
https: / / doi.org/ 10.1103 / revmodphys.86.419
arXiv: 1303.2849

[29] Ke Li και Andreas Winter. "Συμπλεγμένη εμπλοκή, $mathbf{k}$-επεκτασιμότητα, κβαντικές αλυσίδες Markov και χάρτες ανάκτησης". Foundations of Physics 48, 910–924 (2018). arXiv:1410.4184.
https:/​/​doi.org/​10.1007/​s10701-018-0143-6
arXiv: 1410.4184

[30] Maksim E. Shirokov. «Ομοιόμορφα όρια συνέχειας για χαρακτηριστικά πολυμερών κβαντικών συστημάτων». Journal of Mathematical Physics 62, 092206 (2021). arXiv:2007.00417.
https: / / doi.org/ 10.1063 / 5.0055155
arXiv: 2007.00417

[31] Te Sun Han. «Δομή γραμμικής εξάρτησης του χώρου εντροπίας». Information and Control 29, 337–368 (1975).
https:/​/​doi.org/​10.1016/​s0019-9958(75)80004-0

[32] Te Sun Han. «Μη αρνητικά μέτρα εντροπίας πολυμεταβλητών συμμετρικών συσχετίσεων». Information and Control 36, 133–156 (1978).
https:/​/​doi.org/​10.1016/​s0019-9958(78)90275-9

[33] Dong Yang, Michał Horodecki και ZD Wang. «Ένα πρόσθετο και λειτουργικό μέτρο εμπλοκής: Υπό όρους εμπλοκή της αμοιβαίας πληροφόρησης». 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 και Valerio Scarani. «Η διανομή κβαντικού κλειδιού ανεξάρτητη από συσκευές ασφαλής έναντι συλλογικών επιθέσεων». 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 και Dagmar Bruß. «Μια γνήσια πολυμερής ανισότητα Bell για συμφωνία κλειδιού συνδιάσκεψης ανεξάρτητα από τη συσκευή». 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. «Πειραματική επίδειξη γνήσιας τριμερούς μη τοπικότητας υπό αυστηρές συνθήκες τοπικότητας». 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 και J.-D. Bancal. «Πειραματική κατανομή κβαντικού κλειδιού πιστοποιημένη από το θεώρημα του Bell». 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 και Adán Cabello. «Κβαντική κατανομή κλειδιού ανεξάρτητη από συσκευές βασισμένη σε ανισότητες Bell με περισσότερες από δύο εισόδους και δύο εξόδους». Φυσική Ανασκόπηση 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 και Stefano Pironio. «Ορισμοί της πολυμερούς μη τοπικότητας». Physical Review A 88, 014102 (2013). arXiv:1112.2626.
https: / / doi.org/ 10.1103 / physreva.88.014102
arXiv: 1112.2626

[40] Ενέιτ Καούρ, Κάρολ Χοροντέτσκι και Σιντάρτα Ντας. «Ανώτατα όρια στους ρυθμούς διανομής κβαντικών κλειδιών ανεξάρτητα από τη συσκευή σε στατικά και δυναμικά σενάρια». Εφαρμογή φυσικής αναθεώρησης 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 και Rotem Arnon-Friedman. «Κβαντική κατανομή κλειδιού ανεξάρτητη από συσκευές από υπολογιστικές υποθέσεις». New Journal of Physics 23, 123021 (2021).
https://doi.org/​10.1088/​1367-2630/​ac304b

[42] Tony Metger και Thomas Vidick. «Αυτοέλεγχος μιας μεμονωμένης κβαντικής συσκευής υπό υπολογιστικές υποθέσεις». 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 και Mark M. Wilde. "Εγγενής συμφωνία κλειδιού συνδιάσκεψης, μη τοπικής και ανεξάρτητης συσκευής" (2021) arXiv:2111.02596v1.
arXiv: 2111.02596v1

[44] Karol Horodecki, Marek Winczewski και Siddhartha Das. «Βασικοί περιορισμοί στη συμφωνία κλειδιού κβαντικής διάσκεψης ανεξάρτητης συσκευής» (2021) arXiv:2111.02467v1.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.105.022604
arXiv: 2111.02467v1

[45] Karol Horodecki, Marek Winczewski και Siddhartha Das. «Βασικοί περιορισμοί στη συμφωνία κλειδιού κβαντικής διάσκεψης ανεξάρτητης συσκευής». Φυσική Ανασκόπηση A 105, 022604 (2022). arXiv:2111.02467.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.105.022604
arXiv: 2111.02467

[46] Itamar Pitowsky. «Το εύρος της κβαντικής πιθανότητας». Journal of Mathematical Physics 27, 1556–1565 (1986).
https: / / doi.org/ 10.1063 / 1.527066

[47] Manuel Forster, Severin Winkler και Stefan Wolf. «Απόσταξη μη τοπικότητας». Physical Review Letters 102, 120401 (2009). arXiv:0809.3173.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.102.120401
arXiv: 0809.3173

[48] Manuel Forster και Stefan Wolf. «Διμερείς μονάδες μη τοπικότητας». Physical Review A 84, 042112 (2011). arXiv:0808.0651.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.84.042112
arXiv: 0808.0651

[49] Rodrigo Gallego και Leandro Aolita. «Καλωδιώσεις χωρίς τοπικότητα και η διάκριση μεταξύ των κουτιών Bell». Φυσική Επιθεώρηση Α 95, 032118 (2017). arXiv:1611.06932.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.95.032118
arXiv: 1611.06932

Αναφέρεται από

[1] Karol Horodecki, Marek Winczewski και Siddhartha Das, «Βασικοί περιορισμοί στη συμφωνία κλειδιού κβαντικής διάσκεψης ανεξάρτητης συσκευής», Physical Review Α 105 2, 022604 (2022).

Οι παραπάνω αναφορές είναι από SAO / NASA ADS (τελευταία ενημέρωση επιτυχώς 2023-01-21 00:01:07). Η λίστα μπορεί να είναι ελλιπής, καθώς δεν παρέχουν όλοι οι εκδότες τα κατάλληλα και πλήρη στοιχεία αναφοράς.

On Η υπηρεσία παραπομπής του Crossref δεν βρέθηκαν δεδομένα σχετικά με την αναφορά έργων (τελευταία προσπάθεια 2023-01-21 00:01:04).

Αυτό το Βιβλίο δημοσιεύεται στο Quantum στο πλαίσιο του Creative Commons Attribution 4.0 Διεθνής (CC BY 4.0) άδεια. Τα πνευματικά δικαιώματα παραμένουν στους κατόχους των πρωτότυπων δικαιωμάτων πνευματικής ιδιοκτησίας όπως οι δημιουργοί ή τα ιδρύματά τους

Σφραγίδα ώρας:

Περισσότερα από Quantum Journal