Accord de clé de conférence multipartite intrinsèque sans localité et indépendant de l'appareil

Accord de clé de conférence multipartite intrinsèque sans localité et indépendant de l'appareil

Horodatage: 19 janvier 2023 6:41 AM
Accord clé de conférence multipartite intrinsèque non local et indépendant du périphérique PlatoBlockchain Data Intelligence. Recherche verticale. Aï.

Aby Philippe1,5, Eneet Kaur2,4, Peter Bierhorst3, et Mark M. Wilde1,6

1Hearne Institute for Theoretical Physics, Department of Physics and Astronomy, and Center for Computation and Technology, Louisiana State University, Baton Rouge, Louisiane 70803, États-Unis
2Institut d'informatique quantique et Département de physique et d'astronomie, Université de Waterloo, Waterloo, Ontario N2L 3G1, Canada
3Département de mathématiques, Université de la Nouvelle-Orléans, Louisiane 70148, États-Unis
4Wyant College of Optical Sciences, Université de l'Arizona, Tucson, Arizona 85721, États-Unis
5École de physique appliquée et d'ingénierie, Université Cornell, Ithaca, New York 14850, États-Unis
6École de génie électrique et informatique, Cornell University, Ithaca, New York 14850, États-Unis

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Abstract

Dans ce travail, nous introduisons la non-localité intrinsèque multipartite comme méthode de quantification des ressources dans le scénario multipartite de l'accord de clé de conférence indépendant du dispositif (DI). Nous prouvons que la non-localité intrinsèque multipartite est additive, convexe et monotone sous une classe d'opérations libres appelées opérations locales et aléa commun. Dans le cadre de l'une de nos contributions techniques, nous établissons une règle de chaîne pour deux variantes d'informations mutuelles multipartites, que nous utilisons ensuite pour prouver que la non-localité intrinsèque multipartite est additive. Cette règle de chaîne peut présenter un intérêt indépendant dans d'autres contextes. Toutes ces propriétés de non-localité intrinsèque multipartite sont utiles pour établir le résultat principal de notre article : la non-localité intrinsèque multipartite est une limite supérieure du taux de clé secrète dans le scénario général multipartite de l'accord de clé de conférence DI. Nous discutons de divers exemples de protocoles clés de conférence DI et comparons nos limites supérieures pour ces protocoles avec des limites inférieures connues. Enfin, nous calculons des bornes supérieures sur des réalisations expérimentales récentes de distribution de clé quantique DI.

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► Références

Charles H. Bennett et Gilles Brassard. « Cryptographie quantique : Distribution de clé publique et tirage au sort ». Dans Actes de la conférence internationale IEEE sur les systèmes informatiques et le traitement du signal, Bangalore, Inde. Pages 175–179. (1984). arXiv:2003.06557.
https: / / doi.org/ 10.1016 / j.tcs.2014.05.025
arXiv: 2003.06557

Artur K.Ekert. « Cryptographie quantique basée sur le théorème de Bell ». Lettres d'examen physique 67, 661–663 (1991).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.67.661

Dominique Mayer. "Sécurité inconditionnelle en cryptographie quantique". Journal de l'ACM 48, 351–406 (2001). arXiv:quant-ph/​9802025.
https: / / doi.org/ 10.1145 / 382780.382781
arXiv: quant-ph / 9802025

Marco Tomamichel et Renato Renner. "Relation d'incertitude pour les entropies lisses". Lettres d'examen physique 106, 110506 (2011). arXiv:1009.2015.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.106.110506
arXiv: 1009.2015

Cyril Branciard, Eric G. Cavalcanti, Stephen P. Walborn, Valerio Scarani et Howard M. Wiseman. "Distribution unilatérale de clé quantique indépendante de l'appareil : sécurité, faisabilité et lien avec la direction". Examen physique A 85, 010301 (2012). arXiv:1109.1435.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.85.010301
arXiv: 1109.1435

Dominic Mayers et Andrew. Yao. « Cryptographie quantique avec appareil imparfait ». Dans Actes du 39e Symposium annuel sur les fondements de l'informatique (Cat. No.98CB36280). Pages 503–509. (1998). arXiv:quant-ph/​9809039.
https: / / doi.org/ 10.1109 / SFCS.1998.743501
arXiv: quant-ph / 9809039

Antonio Acín, Nicolas Brunner, Nicolas Gisin, Serge Massar, Stefano Pironio et Valerio Scarani. "Sécurité indépendante de l'appareil de la cryptographie quantique contre les attaques collectives". Lettres d'examen physique 98, 230501 (2007). arXiv:quant-ph/​0702152.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.98.230501
arXiv: quant-ph / 0702152

Rotem Arnon-Friedman, Frédéric Dupuis, Omar Fawzi, Renato Renner et Thomas Vidick. « Cryptographie quantique pratique indépendante de l'appareil via l'accumulation d'entropie ». Nature Communications 9, 1–11 (2018).
https:/​/​doi.org/​10.1038/​s41467-017-02307-4

Umesh Vazirani et Thomas Vidick. "Distribution de clé quantique entièrement indépendante de l'appareil". Lettres d'examen physique 113, 140501 (2014). arXiv:1210.1810.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.113.140501
arXiv: 1210.1810

Masahiro Takeoka, Saikat Guha et Mark M. Wilde. "Compromis débit-perte fondamental pour la distribution de clé quantique optique". Nature Communications 5, 1–7 (2014). arXiv:1504.06390.
https: / / doi.org/ 10.1038 / ncomms6235
arXiv: 1504.06390

Eneet Kaur, Mark M. Wilde et Andreas Winter. "Limites fondamentales sur les taux clés dans la distribution de clé quantique indépendante de l'appareil". Nouveau Journal de Physique 22, 023039 (2020). arXiv:1810.05627.
https://​/​doi.org/​10.1088/​1367-2630/​ab6eaa
arXiv: 1810.05627

Marek Winczewski, Tamoghna Das et Karol Horodecki. "Limitations sur la clé indépendante de l'appareil sécurisée contre l'adversaire non signalant via la non-localité écrasée" (2019). arXiv:1903.12154.
arXiv: 1903.12154

Ueli M. Maurer et Stephan Wolf. « Accord de clé inconditionnellement sécurisé et informations conditionnelles intrinsèques ». Transactions IEEE sur la théorie de l'information 45, 499–514 (1999).
https: / / doi.org/ 10.1109 / 18.748999

Matthias Christandl et Andreas Winter. "" Enchevêtrement écrasé ": une mesure d'enchevêtrement additif". Journal de physique mathématique 45, 829–840 (2004). arXiv:quant-ph/​0308088.
https: / / doi.org/ 10.1063 / 1.1643788
arXiv: quant-ph / 0308088

Eneet Kaur, Xiaoting Wang et Mark M. Wilde. « Information mutuelle conditionnelle et pilotage quantique ». Examen physique A 96, 022332 (2017). arXiv:1612.03875.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.96.022332
arXiv: 1612.03875

Jérémy Ribeiro, Gláucia Murta et Stephanie Wehner. "Accord de clé de conférence entièrement indépendant de l'appareil". Examen physique A 97, 022307 (2018). arXiv:1708.00798.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.97.022307
arXiv: 1708.00798

Glaucia Murta, Federico Grasselli, Hermann Kampermann et Dagmar Bruß. "Accord clé de la conférence quantique: un examen". Technologies quantiques avancées 3, 2000025 (2020). arXiv:2003.10186.
https: / / doi.org/ 10.1002 / qute.202000025
arXiv: 2003.10186

Michael Epping, Hermann Kampermann et Dagmar Bruß. "Réseaux quantiques à grande échelle basés sur des graphes". Nouveau Journal de Physique 18, 053036 (2016). arXiv:1504.06599.
https:/​/​doi.org/​10.1088/​1367-2630/​18/​5/​053036
arXiv: 1504.06599

Satosi Watanabé. "Analyse théorique de l'information de la corrélation multivariée". IBM Journal of Research and Development 4, 66–82 (1960).
https: / / doi.org/ 10.1147 / rd.41.0066

Dong Yang, Karol Horodecki, Michal Horodecki, Pawel Horodecki, Jonathan Oppenheim et Wei Song. "Enchevêtrement écrasé pour les états multipartites et mesures d'enchevêtrement basées sur le toit convexe mixte". Transactions IEEE sur la théorie de l'information 55, 3375–3387 (2009). arXiv:0704.2236.
https: / / doi.org/ 10.1109 / TIT.2009.2021373
arXiv: 0704.2236

David Avis, Patrick Hayden et Ivan Savov. "Compression distribuée et enchevêtrement écrasé multipartite". 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

Kaushik P. Seshadreesan, Masahiro Takeoka et Mark M. Wilde. "Limites sur la distillation de l'intrication et accord de clé secrète pour les chaînes de diffusion quantiques". Transactions IEEE sur la théorie de l'information 62, 2849–2866 (2016). arXiv:1503.08139.
https: / / doi.org/ 10.1109 / TIT.2016.2544803
arXiv: 1503.08139

Rotem Arnon-Friedman et Felix Leditzky. "Limites supérieures des taux de distribution de clés quantiques indépendantes de l'appareil et une conjecture de Peres révisée". Transactions IEEE sur la théorie de l'information 67, 6606–6618 (2021). arXiv:2005.12325.
https: / / doi.org/ 10.1109 / TIT.2021.3086505
arXiv: 2005.12325

Wei Zhang, Tim van Leent, Kai Redeker, Robert Garthoff, René Schwonnek, Florian Fertig, Sebastian Eppelt, Wenjamin Rosenfeld, Valerio Scarani, Charles C.-W. Lim et Harald Weinfurter. "Un système de distribution de clé quantique indépendant de l'appareil pour les utilisateurs distants". Nature 607, 687–691 (2022). quant-ph:2110.00575.
https: / / doi.org/ 10.1038 / s41586-022-04891-y
arXiv: 2110.00575

René Schwonnek, Koon Tong Goh, Ignatius W Primaatmaja, Ernest YZ Tan, Ramona Wolf, Valerio Scarani et Charles CW Lim. "Distribution de clé quantique indépendante de l'appareil avec une base de clé aléatoire". Nature Communications 12, 1–8 (2021).
https:/​/​doi.org/​10.1038/​s41467-021-23147-3

Wen-Zhao Liu, Yu-Zhe Zhang, Yi-Zheng Zhen, Ming-Han Li, Yang Liu, Jingyun Fan, Feihu Xu, Qiang Zhang et Jian-Wei Pan. "Vers une démonstration photonique de la distribution de clé quantique indépendante de l'appareil". Lettres d'examen physique 129, 050502 (2022). arXiv:2110.01480.
https: / / doi.org/ 10.1103 / physrevlett.129.050502
arXiv: 2110.01480

David Beckman, Daniel Gottesman, Michael A Nielsen et John Preskill. « Opérations quantiques causales et localisables ». Examen physique A 64, 052309 (2001). arXiv:quant-ph/​0102043.
https: / / doi.org/ 10.1103 / physreva.64.052309
arXiv: quant-ph / 0102043

Nicolas Brunner, Daniel Cavalcanti, Stefano Pironio, Valerio Scarani et Stephanie Wehner. "Bell non localité". Avis sur la physique moderne 86, 419 (2014). arXiv:1303.2849.
https: / / doi.org/ 10.1103 / revmodphys.86.419
arXiv: 1303.2849

Ke Li et Andreas Winter. "Enchevêtrement écrasé, $mathbf{k}$-extensibilité, chaînes de Markov quantiques et cartes de récupération". Fondements de la physique 48, 910–924 (2018). arXiv:1410.4184.
https:/​/​doi.org/​10.1007/​s10701-018-0143-6
arXiv: 1410.4184

Maksim E. Chirokov. "Bornes de continuité uniformes pour les caractéristiques des systèmes quantiques multipartites". Journal de physique mathématique 62, 092206 (2021). arXiv:2007.00417.
https: / / doi.org/ 10.1063 / 5.0055155
arXiv: 2007.00417

Te Sun Han. "Structure de dépendance linéaire de l'espace d'entropie". Information et contrôle 29, 337–368 (1975).
https:/​/​doi.org/​10.1016/​s0019-9958(75)80004-0

Te Sun Han. "Mesures d'entropie non négatives des corrélations symétriques multivariées". Information et contrôle 36, 133–156 (1978).
https:/​/​doi.org/​10.1016/​s0019-9958(78)90275-9

Dong Yang, Michał Horodecki et ZD Wang. « Une mesure d'intrication additive et opérationnelle : intrication conditionnelle d'informations mutuelles ». Lettres d'examen physique 101, 140501 (2008). arXiv:0804.3683.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.101.140501
arXiv: 0804.3683

Stefano Pironio, Antonio Acín, Nicolas Brunner, Nicolas Gisin, Serge Massar et Valerio Scarani. "Distribution de clé quantique indépendante de l'appareil sécurisée contre les attaques collectives". Nouveau Journal de Physique 11, 045021 (2009). arXiv:0903.4460.
https:/​/​doi.org/​10.1088/​1367-2630/​11/​4/​045021
arXiv: 0903.4460

Timo Holz, Hermann Kampermann et Dagmar Bruß. "Une véritable inégalité multipartite de Bell pour un accord de clé de conférence indépendant de l'appareil". Recherche d'examen physique 2, 023251 (2020). arXiv:1910.11360.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevResearch.2.023251
arXiv: 1910.11360

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. « Démonstration expérimentale d'une véritable non-localité tripartite dans des conditions strictes de localité ». Lettres d'examen physique 129, 060401 (2022). arXiv:2203.00889.
https: / / doi.org/ 10.1103 / physrevlett.129.060401
arXiv: 2203.00889

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 et J.-D. Bancal. "Distribution expérimentale de clé quantique certifiée par le théorème de Bell". Nature 607, 682–686 (2022). arXiv:2109.14600.
https:/​/​doi.org/​10.1038/​s41586-022-04941-5
arXiv: 2109.14600

Junior R. Gonzales-Ureta, Ana Predojević et Adán Cabello. "Distribution de clé quantique indépendante de l'appareil basée sur les inégalités de Bell avec plus de deux entrées et deux sorties". Examen physique A 103, 052436 (2021). arXiv:2104.00413.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.103.052436
arXiv: 2104.00413

Jean-Daniel Bancal, Jonathan Barrett, Nicolas Gisin et Stefano Pironio. "Définitions de la non-localité multipartite". Examen physique A 88, 014102 (2013). arXiv:1112.2626.
https: / / doi.org/ 10.1103 / physreva.88.014102
arXiv: 1112.2626

Eneet Kaur, Karol Horodecki et Siddhartha Das. "Limites supérieures des taux de distribution de clés quantiques indépendantes de l'appareil dans des scénarios statiques et dynamiques". Examen physique appliqué 18, 054033 (2021). quant-ph:2107.06411.
https: / / doi.org/ 10.1103 / physrevapplied.18.054033
arXiv: 2107.06411

Tony Metger, Yfke Dulek, Andrea Coladangelo et Rotem Arnon-Friedman. "Distribution de clé quantique indépendante de l'appareil à partir d'hypothèses de calcul". Nouveau Journal de Physique 23, 123021 (2021).
https://​/​doi.org/​10.1088/​1367-2630/​ac304b

Tony Metger et Thomas Vidick. "Auto-test d'un seul dispositif quantique sous des hypothèses de calcul". Quantique 5, 544 (2021). arXiv:2001.09161.
https:/​/​doi.org/​10.22331/​q-2021-09-16-544
arXiv: 2001.09161

Aby Philip, Eneet Kaur, Peter Bierhorst et Mark M. Wilde. "Accord de clé de conférence intrinsèque non local et indépendant de l'appareil" (2021) arXiv: 2111.02596v1.
arXiv: 2111.02596v1

Karol Horodecki, Marek Winczewski et Siddhartha Das. "Limitations fondamentales de l'accord de clé de conférence quantique indépendant de l'appareil" (2021) arXiv:2111.02467v1.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.105.022604
arXiv: 2111.02467v1

Karol Horodecki, Marek Winczewski et Siddhartha Das. "Limites fondamentales de l'accord de clé de conférence quantique indépendant de l'appareil". Examen physique A 105, 022604 (2022). arXiv:2111.02467.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.105.022604
arXiv: 2111.02467

Itamar Pitowsky. "La gamme de probabilité quantique". Journal de physique mathématique 27, 1556-1565 (1986).
https: / / doi.org/ 10.1063 / 1.527066

Manuel Forster, Severin Winkler et Stefan Wolf. « Distiller la non-localité ». Lettres d'examen physique 102, 120401 (2009). arXiv:0809.3173.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.102.120401
arXiv: 0809.3173

Manuel Forster et Stefan Wolf. « Unités bipartites de non-localité ». Examen physique A 84, 042112 (2011). arXiv:0808.0651.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.84.042112
arXiv: 0808.0651

Rodrigo Gallego et Leandro Aolita. "Câblages sans localité et distinction entre les boîtiers Bell". Examen physique A 95, 032118 (2017). arXiv:1611.06932.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.95.032118
arXiv: 1611.06932

Cité par

[1] Karol Horodecki, Marek Winczewski et Siddhartha Das, "Limitations fondamentales de l'accord de clé de conférence quantique indépendant de l'appareil", Examen physique A 105 2, 022604 (2022).

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