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Resumen
La falta de coincidencia entre la eficiencia de detección es un problema común en los sistemas prácticos de distribución de claves cuánticas (QKD). Las pruebas de seguridad actuales de QKD con desajuste en la eficiencia de detección se basan en la suposición de una fuente de luz de un solo fotón en el lado del emisor o en la suposición de una entrada de un solo fotón en el lado del receptor. Estos supuestos imponen restricciones a la clase de posibles estrategias de escucha. Aquí presentamos una prueba de seguridad rigurosa sin estas suposiciones y, por lo tanto, resolvemos este importante problema y demostramos la seguridad de QKD con desajuste de eficiencia de detección contra ataques generales (en el régimen asintótico). En particular, adaptamos el método de estado señuelo al caso de desajuste de eficiencia de detección.
Imagen destacada: Disminución de la tasa de clave secreta en el caso de desajuste de eficiencia de detección con respecto al caso de no desajuste: La relación de la tasa de clave secreta en el caso de desajuste con las eficiencias 1 y $eta$ del detector a la tasa de clave secreta en el caso de no desajuste con ambas eficiencias iguales a $(1+eta)/2$. Línea continua: sin errores $Q=0$, línea discontinua: tasa de error relativamente alta $Q=0.09$ (cerca del valor crítico para el caso de detección perfecta $Qapprox0.11$). Si la discrepancia es pequeña, entonces la disminución de la tasa de clave secreta es relativamente pequeña incluso para tasas de error altas.
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Sin embargo, las pruebas de seguridad que tienen en cuenta ciertas imperfecciones de los dispositivos de hardware siguen siendo un desafío. Una de tales imperfecciones es el llamado desajuste de eficiencia de detección, donde dos detectores de fotones individuales tienen diferentes eficiencias cuánticas, es decir, diferentes probabilidades de detección de fotones. Tal problema debe tenerse en cuenta porque es prácticamente imposible hacer dos detectores absolutamente idénticos.
Matemáticamente, la prueba de seguridad para QKD con desajuste de eficiencia de detección para el caso general es un desafío porque el espacio de Hilbert con el que tratamos es de dimensión infinita (una reducción a un espacio de dimensión finita que es posible para el caso de detectores idénticos no funciona aquí ). Por lo tanto, se requerían enfoques fundamentalmente nuevos para probar la seguridad. El nuevo método principal propuesto en este trabajo es un límite analítico del número de eventos de detección multifotónica utilizando las relaciones de incertidumbre entrópica. Esto nos permite reducir el problema a uno de dimensión finita. Para la solución analítica del problema de dimensión finita (que aún no es trivial), proponemos utilizar simetrías del problema.
Por lo tanto, en este documento, probamos la seguridad del protocolo BB84 con desajuste de eficiencia de detección y derivamos analíticamente los límites para la tasa de clave secreta en este caso. También adaptamos el método de estado señuelo al caso de desajuste de eficiencia de detección.
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Las citas anteriores son de ANUNCIOS SAO / NASA (última actualización exitosa 2022-07-22 09:35:20). La lista puede estar incompleta ya que no todos los editores proporcionan datos de citas adecuados y completos.
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