Moniosainen sisäinen ei-paikallinen ja laitteista riippumaton konferenssiavainsopimus

Moniosainen sisäinen ei-paikallinen ja laitteista riippumaton konferenssiavainsopimus

Aikaleima: 19. tammikuuta 2023 6
Moniosainen sisäinen ei-paikallinen ja laitteista riippumaton konferenssiavainsopimus PlatoBlockchain Data Intelligence. Pystysuuntainen haku. Ai.

Aby Philip1,5, Eneet Kaur2,4, Peter Bierhorst3ja Mark M. Wilde1,6

1Hearne Institute for Theoretical Physics, Fysiikan ja tähtitieteen laitos ja Center for Computation and Technology, Louisiana State University, Baton Rouge, Louisiana 70803, USA
2Kvanttilaskennan instituutti ja fysiikan ja tähtitieteen laitos, Waterloon yliopisto, Waterloo, Ontario N2L 3G1, Kanada
3Matematiikan laitos, New Orleansin yliopisto, Louisiana 70148, USA
4Wyant College of Optical Sciences, Arizonan yliopisto, 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

Onko tämä artikkeli mielenkiintoinen vai haluatko keskustella? Scite tai jätä kommentti SciRate.

Abstrakti

Tässä työssä esittelemme moniosaisen luontaisen ei-localityn menetelmänä resurssien kvantifiointiin laiteriippumattoman (DI) konferenssiavainsopimuksen moniosaisessa skenaariossa. Todistamme, että moniosainen luontainen ei-lokaliteetti on additiivinen, kupera ja monotoninen vapaiden operaatioiden luokassa, jota kutsutaan paikallisiksi operaatioiksi ja yhteiseksi satunnaiseksi. Yhtenä teknisistä panoksistamme luomme ketjusäännön kahdelle moniosaisen keskinäisen tiedon muunnokselle, jota käytämme sitten todistamaan, että moniosainen luontainen ei-paikallisuus on additiivinen. Tämä ketjusääntö voi olla riippumaton muissa yhteyksissä. Kaikki nämä moniosaisen luontaisen ei-paikalisuuden ominaisuudet auttavat selvittämään artikkelimme päätulosta: moniosainen luontainen ei-paikallisuus on salaisen avainnopeuden yläraja DI-konferenssiavainsopimuksen yleisessä moniosaisessa skenaariossa. Käsittelemme erilaisia ​​esimerkkejä DI-konferenssin avainprotokollista ja vertaamme näiden protokollien ylärajoja tunnettuihin alarajoihin. Lopuksi laskemme ylärajat DI-kvanttiavainjakauman viimeaikaisille kokeellisille toteutuksille.

► BibTeX-tiedot

► Viitteet

[1] Charles H. Bennett ja Gilles Brassard. "Kvanttisalaus: Julkisen avaimen jakelu ja kolikoiden heittäminen". Proceedings of IEEE International Conference on Computers Systems and Signal Processing, Bangalore, Intia. Sivut 175–179. (1984). arXiv:2003.06557.
https: / / doi.org/ 10.1016 / j.tcs.2014.05.025
arXiv: 2003.06557

[2] Artur K. Ekert. "Kvanttisalaus perustuu Bellin lauseeseen". Physical Review Letters 67, 661–663 (1991).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.67.661

[3] Dominic Mayers. "Ehdoton turvallisuus kvanttisalauksessa". Journal of the ACM 48, 351–406 (2001). arXiv:quant-ph/​9802025.
https: / / doi.org/ 10.1145 / +382780.382781
arXiv: kvant-ph / 9802025

[4] Marco Tomamichel ja Renato Renner. "Epävarmuussuhde sileille entropioille". 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 ja Howard M. Wiseman. "Yksipuolinen laiteriippumaton kvanttiavaimen jakelu: turvallisuus, toteutettavuus ja yhteys ohjaukseen". Physical Review A 85, 010301 (2012). arXiv:1109.1435.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.85.010301
arXiv: 1109.1435

[6] Dominic Mayers ja Andrew. Yao. "Kvanttisalaus epätäydellisillä laitteilla". Proceedings 39th Annual Symposium on Foundations of Computer Science (Cat. No.98CB36280). Sivut 503-509. (1998). arXiv:quant-ph/​9809039.
https: / / doi.org/ 10.1109 / SFCS.1998.743501
arXiv: kvant-ph / 9809039

[7] Antonio Acín, Nicolas Brunner, Nicolas Gisin, Serge Massar, Stefano Pironio ja Valerio Scarani. "Kvanttisalauksen laiteriippumaton suojaus kollektiivisia hyökkäyksiä vastaan". Physical Review Letters 98, 230501 (2007). arXiv:quant-ph/​0702152.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.98.230501
arXiv: kvant-ph / 0702152

[8] Rotem Arnon-Friedman, Frédéric Dupuis, Omar Fawzi, Renato Renner ja Thomas Vidick. "Käytännön laiteriippumaton kvanttisalaus entropian kertymisen kautta". Nature Communications 9, 1–11 (2018).
https:/​/​doi.org/​10.1038/​s41467-017-02307-4

[9] Umesh Vazirani ja Thomas Vidick. "Täysin laitteesta riippumaton kvanttiavaimen jakelu". 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 ja Mark M. Wilde. "Peruskorvaushäviön kompromissi optiselle kvanttiavaimen jakelulle". Nature Communications 5, 1–7 (2014). arXiv:1504.06390.
https: / / doi.org/ 10.1038 / ncomms6235
arXiv: 1504.06390

[11] Eneet Kaur, Mark M. Wilde ja Andreas Winter. "Avainnopeuksien perusrajoitukset laiteriippumattomassa kvanttiavainten jakelussa". 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 ja Karol Horodecki. "Laitteesta riippumattoman avaimen rajoitukset suojaavat signaloimattomalta vastustajalta puristetun ei-paikallisuuden kautta" (2019). arXiv:1903.12154.
arXiv: 1903.12154

[13] Ueli M. Maurer ja Stephan Wolf. "Ehdoitta turvallinen avainsopimus ja sisäinen ehdollinen tieto". IEEE Transactions on Information Theory 45, 499–514 (1999).
https: / / doi.org/ 10.1109 / +18.748999

[14] Matthias Christandl ja Andreas Winter. ""Soittunut sotkeutuminen": additiivinen sotkeutumismitta. Journal of Mathematical Physics 45, 829–840 (2004). arXiv:quant-ph/​0308088.
https: / / doi.org/ 10.1063 / +1.1643788
arXiv: kvant-ph / 0308088

[15] Eneet Kaur, Xiaoting Wang ja Mark M. Wilde. "Ehdollinen keskinäinen informaatio ja kvanttiohjaus". Physical Review A 96, 022332 (2017). arXiv:1612.03875.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.96.022332
arXiv: 1612.03875

[16] Jérémy Ribeiro, Gláucia Murta ja Stephanie Wehner. "Täysin laitteesta riippumaton konferenssiavaimen sopimus". Physical Review 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 ja Dagmar Bruß. "Kvanttikonferenssin avainsopimus: Katsaus". Advanced Quantum Technologies 3, 2000025 (2020). arXiv:2003.10186.
https: / / doi.org/ 10.1002 / qute.202000025
arXiv: 2003.10186

[18] Michael Epping, Hermann Kampermann ja Dagmar Bruß. "Laajamaiset kvanttiverkot, jotka perustuvat kaavioihin". 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. "Monimuuttujakorrelaation informaatioteoreettinen analyysi". 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 ja Wei Song. "Multipartite-tilojen puristettu kietoutuminen ja sekoitettuun kuperaan kattoon perustuvat takertumistoimenpiteet". 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 ja Ivan Savov. "Hajautunut pakkaus ja monen osapuolen puristettu sotku". 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 ja Mark M. Wilde. "Kanttilähetyskanavien sotkeutumistislauksen ja salaisen avaimen sopimuksen rajoitukset". 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 ja Felix Leditzky. "Ylärajat laitteista riippumattomille kvanttiavaimen jakelunopeuksille ja tarkistettu Peres-oletus". 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 ja Harald Weinfurter. "Laiteriippumaton kvanttiavainten jakelujärjestelmä etäkäyttäjille". Nature 607, 687–691 (2022). määrä-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 ja Charles CW Lim. "Laitteesta riippumaton kvanttiavaimen jakauma satunnaisavaimella". 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 ja Jian-Wei Pan. "Kohti fotonista demonstraatiota laitteesta riippumattomasta kvanttiavaimen jakautumisesta". 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 ja John Preskill. "Kausaaliset ja lokalisoitavat kvanttioperaatiot". Physical Review A 64, 052309 (2001). arXiv:quant-ph/​0102043.
https: / / doi.org/ 10.1103 / physreva.64.052309
arXiv: kvant-ph / 0102043

[28] Nicolas Brunner, Daniel Cavalcanti, Stefano Pironio, Valerio Scarani ja Stephanie Wehner. "Kellon epäpaikallisuus". Reviews of Modern Physics 86, 419 (2014). arXiv:1303.2849.
https: / / doi.org/ 10.1103 / revmodphys.86.419
arXiv: 1303.2849

[29] Ke Li ja Andreas Winter. "Southtunut kietoutuminen, $mathbf{k}$-laajentuvuus, kvantti-Markov-ketjut ja palautuskartat". 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. "Moniosaisten kvanttijärjestelmien ominaisuuksien yhtenäiset jatkuvuusrajat". Journal of Mathematical Physics 62, 092206 (2021). arXiv:2007.00417.
https: / / doi.org/ 10.1063 / +5.0055155
arXiv: 2007.00417

[31] Te Sun Han. "Entropiaavaruuden lineaarinen riippuvuusrakenne". Information and Control 29, 337–368 (1975).
https:/​/​doi.org/​10.1016/​s0019-9958(75)80004-0

[32] Te Sun Han. "Monimuuttujien symmetristen korrelaatioiden ei-negatiiviset entropiamitat". Information and Control 36, 133–156 (1978).
https:/​/​doi.org/​10.1016/​s0019-9958(78)90275-9

[33] Dong Yang, Michał Horodecki ja ZD Wang. "Additiivinen ja toiminnallinen sotkeutumistoimenpide: Keskinäisen tiedon ehdollinen sotkeutuminen". 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 ja Valerio Scarani. "Laitteesta riippumaton kvanttiavainten jakelu suojattu kollektiivisia hyökkäyksiä vastaan". 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 ja Dagmar Bruß. "Aito moniosainen Bell-epätasa-arvo laiteriippumattomalle konferenssin avainsopimukselle". 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 ym. "Kokeellinen osoitus aidosta kolmiosaisesta ei-paikallisuudesta tiukoissa paikallisolosuhteissa". 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 ja J.-D. Bancal. "Kokeellinen kvanttiavaimen jakauma, varmennettu Bellin lauseella". Nature 607, 682–686 (2022). arXiv:2109.14600.
https:/​/​doi.org/​10.1038/​s41586-022-04941-5
arXiv: 2109.14600

[38] Juniori R. Gonzales-Ureta, Ana Predojević ja Adán Cabello. "Laitteesta riippumaton kvanttiavaimen jakauma Bell-epäyhtälöihin perustuvan yli kahden tulon ja kahden lähdön kanssa". 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 ja Stefano Pironio. "Multipartite nonlocality -määritelmät". Physical Review A 88, 014102 (2013). arXiv:1112.2626.
https: / / doi.org/ 10.1103 / physreva.88.014102
arXiv: 1112.2626

[40] Eneet Kaur, Karol Horodecki ja Siddhartha Das. "Laitteesta riippumattomien kvanttiavainten jakelunopeuksien ylärajat staattisissa ja dynaamisissa skenaarioissa". Physical Review Applied 18, 054033 (2021). määrä-ph: 2107.06411.
https: / / doi.org/ 10.1103 / physrevapplied.18.054033
arXiv: 2107.06411

[41] Tony Metger, Yfke Dulek, Andrea Coladangelo ja Rotem Arnon-Friedman. "Laitteesta riippumaton kvanttiavaimen jakauma laskennallisista oletuksista". New Journal of Physics 23, 123021 (2021).
https://​/​doi.org/​10.1088/​1367-2630/​ac304b

[42] Tony Metger ja Thomas Vidick. "Yksittäisen kvanttilaitteen itsetestaus laskennallisilla olettamuksilla". 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 ja Mark M. Wilde. "Sisäinen ei-paikallinen ja laitteesta riippumaton konferenssiavainsopimus" (2021) arXiv:2111.02596v1.
arXiv: 2111.02596v1

[44] Karol Horodecki, Marek Winczewski ja Siddhartha Das. "Perusrajoitukset laitteesta riippumattomaan kvanttikonferenssiavainsopimukseen" (2021) arXiv:2111.02467v1.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.105.022604
arXiv: 2111.02467v1

[45] Karol Horodecki, Marek Winczewski ja Siddhartha Das. "Perusrajoitukset laitteesta riippumattomaan kvanttikonferenssiavainsopimukseen". Physical Review A 105, 022604 (2022). arXiv:2111.02467.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.105.022604
arXiv: 2111.02467

[46] Itamar Pitowsky. "Kvanttitodennäköisyysalue". Journal of Mathematical Physics 27, 1556–1565 (1986).
https: / / doi.org/ 10.1063 / +1.527066

[47] Manuel Forster, Severin Winkler ja Stefan Wolf. "Distilling nonlocality". Physical Review Letters 102, 120401 (2009). arXiv:0809.3173.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.102.120401
arXiv: 0809.3173

[48] Manuel Forster ja Stefan Wolf. "Kaksipuoliset ei-paikallisisuuden yksiköt". Physical Review A 84, 042112 (2011). arXiv:0808.0651.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.84.042112
arXiv: 0808.0651

[49] Rodrigo Gallego ja Leandro Aolita. "Epäpaikallisuudesta vapaat johdotukset ja Bell-laatikoiden erottuvuus". Physical Review A 95, 032118 (2017). arXiv:1611.06932.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.95.032118
arXiv: 1611.06932

Viitattu

[1] Karol Horodecki, Marek Winczewski ja Siddhartha Das, "Laiteriippumattoman kvanttikonferenssiavaimen sopimuksen perusrajoitukset", Fyysinen arvio A 105 2, 022604 (2022).

Yllä olevat sitaatit ovat peräisin SAO: n ja NASA: n mainokset (viimeksi päivitetty onnistuneesti 2023-01-21 00:01:07). Lista voi olla puutteellinen, koska kaikki julkaisijat eivät tarjoa sopivia ja täydellisiä viittaustietoja.

On Crossrefin siteerattu palvelu tietoja teosten viittaamisesta ei löytynyt (viimeinen yritys 2023-01-21 00:01:04).

Tämä kirja on julkaistu Quantum - lehdessä Creative Commons Nimeäminen 4.0 Kansainvälinen (CC BY 4.0) lisenssin. Tekijänoikeudet säilyvät alkuperäisillä tekijänoikeuksien haltijoilla, kuten tekijöillä tai heidän instituutioillaan.

Aikaleima:

Lisää aiheesta Quantum Journal