Εκτίμηση παραμέτρων QKD με Two-Universal Hashing

Αναδημοσίευση από τον Πλάτωνα

Ακολουθούν: 0

Εκτίμηση παραμέτρων QKD με δύο καθολικό κατακερματισμό PlatoBlockchain Data Intelligence. Κάθετη αναζήτηση. Ολα συμπεριλαμβάνονται.

Ινστιτούτο Επικοινωνιών και Πλοήγησης, Γερμανικό Αεροδιαστημικό Κέντρο, Oberpfaffenhofen, 82234 Weßling, Γερμανία

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

Περίληψη

Αυτό το έγγραφο προτείνει και αποδεικνύει την ασφάλεια ενός πρωτοκόλλου QKD που χρησιμοποιεί δύο καθολικούς κατακερματισμούς αντί για τυχαία δειγματοληψία για την εκτίμηση του αριθμού των σφαλμάτων αναστροφής bit και αναστροφής φάσης. Αυτό το πρωτόκολλο ξεπερνά δραματικά τα προηγούμενα πρωτόκολλα QKD για μικρά μεγέθη μπλοκ. Γενικότερα, για το δύο καθολικό πρωτόκολλο κατακερματισμού QKD, η διαφορά μεταξύ ασυμπτωτικού και πεπερασμένου ρυθμού κλειδιού μειώνεται με τον αριθμό $n$ των qubits ως $cn^{-1}$, όπου το $c$ εξαρτάται από την παράμετρο ασφαλείας. Για σύγκριση, η ίδια διαφορά μειώνεται όχι γρηγορότερα από $c'n^{-1/3}$ για ένα βελτιστοποιημένο πρωτόκολλο που χρησιμοποιεί τυχαία δειγματοληψία και έχει τον ίδιο ασυμπτωτικό ρυθμό, όπου το $c'$ εξαρτάται από την παράμετρο ασφαλείας και το σφάλμα τιμή.

Δημοφιλή περίληψη

Ένα πρωτόκολλο διανομής κβαντικού κλειδιού (QKD) επιτρέπει σε δύο χρήστες να δημιουργήσουν ένα μυστικό κλειδί επικοινωνώντας μέσω ενός πιστοποιημένου κλασικού καναλιού και ενός εντελώς ανασφαλούς κβαντικού καναλιού. Σημαντικές παράμετροι για ένα πρωτόκολλο QKD είναι ο αριθμός των qubits που αποστέλλονται στο κβαντικό κανάλι, η αντίσταση στο θόρυβο στο κβαντικό κανάλι, το μέγεθος του μυστικού κλειδιού εξόδου και το επίπεδο ασφάλειας.

Τα υπάρχοντα πρωτόκολλα QKD και οι αποδείξεις ασφαλείας παρουσιάζουν συμβιβασμούς μεταξύ των παραμέτρων: για έναν δεδομένο αριθμό qubits, η βελτίωση της αντίστασης θορύβου ή της ασφάλειας κάνει το μέγεθος εξόδου μικρότερο. Αυτές οι ανταλλαγές είναι ιδιαίτερα σοβαρές όταν ο αριθμός των qubit είναι μικρός, δηλαδή περίπου 1000-10000. Ένας τέτοιος μικρός αριθμός qubits προκύπτει στην πράξη όταν το κβαντικό κανάλι είναι ιδιαίτερα δύσκολο να εφαρμοστεί, για παράδειγμα όταν ένας δορυφόρος εκπέμπει μπλεγμένα ζεύγη φωτονίων σε δύο επίγειους σταθμούς.

Η παρούσα εργασία ρωτά: υπάρχουν πρωτόκολλα QKD και αποδείξεις ασφαλείας που παρουσιάζουν καλύτερες αντισταθμίσεις παραμέτρων, ειδικά στην περίπτωση που ο αριθμός των qubits είναι μικρός; Παρουσιάζει ένα τέτοιο πρωτόκολλο QKD και απόδειξη ασφαλείας. Αυτό το πρωτόκολλο χρησιμοποιεί δύο καθολικούς κατακερματισμούς αντί για τυχαία δειγματοληψία για να εκτιμήσει τον αριθμό των σφαλμάτων αναστροφής bit και αναστροφής φάσης, οδηγώντας σε δραματική βελτίωση των αντισταθμίσεων παραμέτρων για μικρό αριθμό qubit, αλλά και καθιστώντας το πρωτόκολλο πιο δύσκολο να εφαρμοστεί.

► Δεδομένα BibTeX

@article{Ostrev2023qkdparameter, doi = {10.22331/q-2023-01-13-894}, url = {https://doi.org/10.22331/q-2023-01-13-894}, τίτλος = {{QKD } εκτίμηση παραμέτρων με κατακερματισμό δύο καθολικών}, συγγραφέας = {Ostrev, Dimiter}, journal = {{Quantum}}, issn = {2521-327X}, εκδότης = {{Verein zur F{“{o}}rderung des Open Πρόσβαση στο Publizierens in den Quantenwissenschaften}}, τόμος = {7}, σελίδες = {894}, μήνας = Ιαν, έτος = {2023} }

► Αναφορές

[1] Charles H. Bennett, David P. DiVincenzo, John A. Smolin και William K. Wootters. Διόρθωση εμπλοκής μικτής κατάστασης και κβαντική διόρθωση σφαλμάτων. Phys. Rev. A, 54:3824–3851, Νοέμβριος 1996. URL: https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevA.54.3824, doi:10.1103/PhysRevA.54.3824.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.54.3824

[2] Niek J Bouman και Serge Fehr. Δειγματοληψία σε κβαντικό πληθυσμό και εφαρμογές. Στο Ετήσιο Συνέδριο Κρυπτολογίας, σελίδες 724–741. Springer, 2010. doi:10.1007/978-3-642-14623-7_39.
https://doi.org/10.1007/978-3-642-14623-7_39

[3] Gilles Brassard και Louis Salvail. Συμφιλίωση μυστικού κλειδιού με δημόσια συζήτηση. Στο Workshop on the Theory and Application of Cryptographic Techniques, σελίδες 410–423. Springer, 1993. doi:10.1007/3-540-48285-7_35.
https://doi.org/10.1007/3-540-48285-7_35

[4] AR Calderbank, EM Rains, PW Shor και NJA Sloane. Διόρθωση κβαντικού λάθους και ορθογώνια γεωμετρία. Phys. Rev. Lett., 78:405–408, Ιαν 1997. URL: https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevLett.78.405, doi:10.1103/PhysRevLett.78.405.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.78.405

[5] AR Calderbank και Peter W. Shor. Υπάρχουν καλοί κβαντικοί κωδικοί διόρθωσης σφαλμάτων. Phys. Rev. A, 54:1098–1105, Αύγουστος 1996. URL: https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevA.54.1098, doi:10.1103/PhysRevA.54.1098.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.54.1098

[6] J. Lawrence Carter και Mark N. Wegman. Καθολικές κατηγορίες συναρτήσεων κατακερματισμού. Journal of Computer and System Sciences, 18(2):143–154, 1979. URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/0022000079900448, doi:10.1016/0022 -0000(79)90044-8.
https://doi.org/10.1016/0022-0000(79)90044-8
https: / / www.sciencedirect.com/ science / article / pii / 0022000079900448

[7] Πέτρος Ηλίας. Κωδικοποίηση για δύο θορυβώδη κανάλια. Στο Colin Cherry, editor, Information Theory, 3rd London Symposium, Λονδίνο, Αγγλία, Σεπτ. 1955. Επιστημονικές δημοσιεύσεις του Butterworth, 1956. URL: https:///worldcat.org/en/title/562487502, doi: 10.1038/176773a0.
https: / / doi.org/ 10.1038 / 176773a0
https:///worldcat.org/en/title/562487502

[8] Chi-Hang Fred Fung, Xiongfeng Ma και HF Chau. Πρακτικά ζητήματα στη μετεπεξεργασία διανομής κβαντικού κλειδιού. Physical Review A, 81(1), Ιαν 2010. URL: http://dx.doi.org/10.1103/PhysRevA.81.012318, doi:10.1103/physreva.81.012318.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.81.012318

[9] Robert G. Gallager. Κωδικοί ελέγχου ισοτιμίας χαμηλής πυκνότητας. The MIT Press, 09 1963. doi:10.7551/mitpress/4347.001.0001.
https: / / doi.org/ 10.7551 / mitpress / 4347.001.0001

[10] Ντάνιελ Γκότεσμαν. Κατηγορία κβαντικών κωδικών διόρθωσης σφαλμάτων που κορεστούν το όριο κβαντικού hamming. Phys. Rev. A, 54:1862–1868, Σεπτέμβριος 1996. URL: https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevA.54.1862, doi:10.1103/PhysRevA.54.1862.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.54.1862

[11] Μ Κοάσι. Απλή απόδειξη ασφαλείας της διανομής κβαντικού κλειδιού με βάση τη συμπληρωματικότητα. New Journal of Physics, 11(4):045018, apr 2009. URL: https:///dx.doi.org/10.1088/1367-2630/11/4/045018, doi:10.1088/ 1367-2630/11/4/045018.
https://doi.org/10.1088/1367-2630/11/4/045018

[12] Charles Ci-Wen Lim, Feihu Xu, Jian-Wei Pan και Artur Ekert. Ανάλυση ασφαλείας κατανομής κβαντικού κλειδιού με μικρό μήκος μπλοκ και εφαρμογή της σε κβαντικές διαστημικές επικοινωνίες. Physical Review Letters, 126(10), Μαρ 2021. URL: http://dx.doi.org/10.1103/PhysRevLett.126.100501, doi:10.1103/physrevlett.126.100501.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.126.100501

[13] Hoi-Kwong Lo και HF Chau. Ανεπιφύλακτη ασφάλεια διανομής κβαντικού κλειδιού σε αυθαίρετα μεγάλες αποστάσεις. Science, 283(5410):2050–2056, Μάρτιος 1999. URL: https://doi.org/10.1126/science.283.5410.2050, doi:10.1126/science.283.5410.2050.
https: / / doi.org/ 10.1126 / science.283.5410.2050

[14] Michael A. Nielsen και Isaac L. Chuang. Κβαντικός Υπολογισμός και Κβαντικές Πληροφορίες. Cambridge University Press, Ιούνιος 2012.
https: / / doi.org/ 10.1017 / cbo9780511976667

[15] Ντιμίτερ Οστρέβ. Συνθέσιμος, άνευ όρων ασφαλής έλεγχος ταυτότητας μηνυμάτων χωρίς κανένα μυστικό κλειδί. Το 2019 IEEE International Symposium on Information Theory (ISIT), σελίδες 622–626, 2019. doi:10.1109/ISIT.2019.8849510.
https: / / doi.org/ 10.1109 / ISIT.2019.8849510

[16] S. Pirandola, UL Andersen, L. Banchi, M. Berta, D. Bunandar, R. Colbeck, D. Englund, T. Gehring, C. Lupo, C. Ottaviani, JL Pereira, M. Razavi, J. Shamsul Shaari , Μ. Tomamichel, VC Usenko, G. Vallone, Ρ. Villoresi, and P. Wallden. Πρόοδοι στην κβαντική κρυπτογραφία. Adv. Επιλέγω. Photon., 12(4):1012–1236, Δεκ 2020. URL: http:///opg.optica.org/aop/abstract.cfm?URI=aop-12-4-1012, doi:10.1364 /AOP.361502.
https: / / doi.org/ 10.1364 / AOP.361502
http:///opg.optica.org/aop/abstract.cfm?URI=aop-12-4-1012

[17] Κρίστοφερ Πόρτμαν. Ανακύκλωση κλειδιού στον έλεγχο ταυτότητας. IEEE Transactions on Information Theory, 60(7):4383–4396, 2014. doi:10.1109/TIT.2014.2317312.
https: / / doi.org/ 10.1109 / TIT.2014.2317312

[18] Κρίστοφερ Πόρτμαν και Ρενάτο Ρένερ. Κρυπτογραφική ασφάλεια διανομής κβαντικού κλειδιού, 2014. URL: https://arxiv.org/abs/1409.3525, doi:10.48550/ARXIV.1409.3525.
https://doi.org/10.48550/ARXIV.1409.3525
arXiv: 1409.3525

[19] Ρενάτο Ρένερ. Ασφάλεια Κβαντικής Διανομής Κλειδιών. Διδακτορική διατριβή, ETH Zurich, 2005. URL: https:///arxiv.org/abs/quant-ph/0512258, doi:10.48550/ARXIV.QUANT-PH/0512258.
https://doi.org/10.48550/ARXIV.QUANT-PH/0512258
arXiv: quant-ph / 0512258

[20] Peter W. Shor και John Preskill. Απλή απόδειξη ασφάλειας του πρωτοκόλλου διανομής κβαντικού κλειδιού bb84. Phys. Rev. Lett., 85:441–444, Ιούλιος 2000. URL: https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevLett.85.441, doi:10.1103/PhysRevLett.85.441.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.85.441

[21] Andrew Steane. Παρεμβολή πολλαπλών σωματιδίων και διόρθωση κβαντικών σφαλμάτων. Πρακτικά της Βασιλικής Εταιρείας του Λονδίνου. Series A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences, 452(1954):2551–2577, 1996. URL: https://royalsocietypublishing.org/doi/abs/10.1098/rspa.1996.0136, do. /rspa.10.1098.
https: / / doi.org/ 10.1098 / rspa.1996.0136

[22] W. Forrest Stinespring. Θετικές συναρτήσεις σε c*-άλγεβρες. Proceedings of the American Mathematical Society, 6(2):211–216, 1955. URL: http://www.jstor.org/stable/2032342, doi:10.2307/2032342.
https: / / doi.org/ 10.2307 / 2032342
http: / / www.jstor.org/ σταθερή / 2032342

[23] Marco Tomamichel και Anthony Leverrier. Μια σε μεγάλο βαθμό αυτόνομη και πλήρης απόδειξη ασφάλειας για διανομή κβαντικών κλειδιών. Quantum, 1:14, Ιούλιος 2017. URL: http:///dx.doi.org/10.22331/q-2017-07-14-14, doi:10.22331/q-2017-07-14- 14.
https://doi.org/10.22331/q-2017-07-14-14

[24] Marco Tomamichel, Charles Ci Wen Lim, Nicolas Gisin και Renato Renner. Σφιχτή ανάλυση πεπερασμένων κλειδιών για κβαντική κρυπτογραφία. Nature communications, 3(1):1–6, 2012. doi:10.1038/ncomms1631.
https: / / doi.org/ 10.1038 / ncomms1631

[25] Mark N. Wegman και J. Lawrence Carter. Νέες συναρτήσεις κατακερματισμού και η χρήση τους στον έλεγχο ταυτότητας και την ισότητα συνόλων. Journal of Computer and System Sciences, 22(3):265–279, 1981. URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/0022000081900337, doi:10.1016/0022 -0000(81)90033-7.
https://doi.org/10.1016/0022-0000(81)90033-7
https: / / www.sciencedirect.com/ science / article / pii / 0022000081900337

[26] Juan Yin, Yu-Huai Li, Sheng-Kai Liao, Meng Yang, Yuan Cao, Liang Zhang, Ji-Gang Ren, Wen-Qi Cai, Wei-Yue Liu, Shuang-Lin Li, et al. Ασφαλής κβαντική κρυπτογραφία βασισμένη σε εμπλοκή πάνω από 1,120 χιλιόμετρα. Nature, 582(7813):501–505, 2020. doi:10.1038/s41586-020-2401-y.
https: / / doi.org/ 10.1038 / s41586-020-2401-y

Αναφέρεται από

[1] Manuel B. Santos, Paulo Mateus και Chrysoula Vlachou, “Quantum Universally Composable Oblivious Linear Evaluation”, arXiv: 2204.14171.

[2] Dimiter Ostrev, Davide Orsucci, Francisco Lázaro και Balazs Matuz, «Κλασικές κατασκευές κωδικών προϊόντων για κβαντικούς κωδικούς Calderbank-Shor-Steane», arXiv: 2209.13474.

Οι παραπάνω αναφορές είναι από SAO / NASA ADS (τελευταία ενημέρωση επιτυχώς 2023-01-14 11:00:11). 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 2023-01-14 11:00:09).

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

SEO Powered Content & PR Distribution. Ενισχύστε σήμερα.
Platoblockchain. Web3 Metaverse Intelligence. Ενισχύθηκε η γνώση. Πρόσβαση εδώ.
πηγή: https://quantum-journal.org/papers/q-2023-01-13-894/

Σφραγίδα ώρας: Ιανουάριος 13, 2023

Σφραγίδα ώρας: 9 Φεβρουαρίου 2023

Εκτίμηση παραμέτρων QKD με δύο καθολικό κατακερματισμό

Αναδημοσίευση από τον Πλάτωνα

Περίληψη

Δημοφιλή περίληψη

► Δεδομένα BibTeX

► Αναφορές

Αναφέρεται από

Περισσότερα από Quantum Journal

Οι κβαντικοί περίπατοι συνεχούς χρόνου για το MAX-CUT είναι ζεστοί

Επικαλυπτόμενη μέτρηση ομαδοποίησης: Ένα ενοποιημένο πλαίσιο για τη μέτρηση κβαντικών καταστάσεων

Γενικευμένοι αλγόριθμοι διάδοσης πεποιθήσεων για την αποκωδικοποίηση των επιφανειακών κωδίκων

Κβαντικός χειρισμός μηχανικού συστήματος δύο επιπέδων

Βελτίωση της απόδοσης της διανομής κβαντικών κλειδιών διπλού πεδίου με τεχνολογία απόσταξης πλεονέκτημα

Μια σχετικιστική διακριτή χωροχρονική διατύπωση 3+1 QED

Ανακάλυψη βέλτιστων αντιστοιχίσεων φερμιονίου-κουμπιτ μέσω αλγοριθμικής απαρίθμησης

Εδώ έρχεται το SU(N): πολυμεταβλητές κβαντικές πύλες και κλίσεις

Συνεκτική ανατροφοδότηση σε οπτομηχανικά συστήματα στο καθεστώς που δεν έχει επιλυθεί με πλευρική ζώνη

Ένας κυψελοειδές αυτόματο αποκωδικοποιητή για χρωματικό κώδικα προσαρμοσμένο στο θόρυβο

Δυναμική μετάβαση μετατόπισης πολλών σωμάτων ενός αερίου Tonks σε ένα σχεδόν περιοδικό δυναμικό οδήγησης

Σχετικά με μας

Κάθετη αναζήτηση & Ai

Πλατφόρμα

Μείνετε συνδεδεμένοι

Λογαριασμός