Az ikermezős kvantumkulcs-elosztás teljesítményének javítása Advantage desztillációs technológiával

Újra kiadta Platón

Követő: 0

Improving the performance of twin-field quantum key distribution with advantage distillation technology PlatoBlockchain Data Intelligence. Vertical Search. Ai.

Hong-Wei Li¹, Rui-Qiang Wang², Chun-Mei Zhang³és Qing-Yu Cai⁴

¹Henan Key Laboratory of Quantum Information and Cryptography, SSF IEU, Zhengzhou 450000, Kína
²CAS Key Laboratory of Quantum Information, University of Science and Technology, Kína, Hefei, Anhui 230026, Kína
³Kvantuminformációs és Technológiai Intézet, Nanjing Postai és Távközlési Egyetem, Nanjing 210003, Kína
⁴Hainani Egyetem Információs és Kommunikációs Mérnöki Iskola, Haikou 570228, Kína

Érdekesnek találja ezt a cikket, vagy szeretne megvitatni? Scite vagy hagyjon megjegyzést a SciRate-en.

Absztrakt

Ebben a munkában az előny desztillációs módszert alkalmazzuk egy gyakorlati ikermezős kvantumkulcs-elosztó rendszer teljesítményének javítására kollektív támadás esetén. A Maeda, Sasaki és Koashi által adott korábbi elemzési eredményhez képest [Nature Communication 10, 3140 (2019)] az elemzési módszerünkkel kapott maximális átviteli távolságot 420 km-ről 470 km-re növeljük. A veszteségfüggetlen eltolódási hiba 12%-ra növelésével a korábbi elemzési módszer nem tudja leküzdeni a sebesség-távolság korlátot. Az elemzési módszerünk azonban még mindig képes felülkerekedni a sebesség-távolság korláton, ha az eltolási hiba 16%. Meglepőbb, hogy bebizonyítjuk, hogy az ikermezős kvantumkulcs-eloszlás akkor is képes pozitív biztonsági kulcsot generálni, ha az eltolási hiba megközelíti az 50%-ot, így elemzési módszerünk jelentősen javíthatja egy gyakorlati ikermezős kvantumkulcs-elosztó rendszer teljesítményét.

► BibTeX adatok

@cikk{Li2023javítás, doi = {10.22331/q-2023-12-06-1201}, url = {https://doi.org/10.22331/q-2023-12-06-1201}, title = {A fejlesztés javítása ikermezős kvantumkulcs-elosztás teljesítménye előnyös desztillációs technológiával}, szerző = {Li, Hong-Wei és Wang, Rui-Qiang és Zhang, Chun-Mei és Cai, Qing-Yu}, folyóirat = {{Kvantum}}, issn = {2521-327X}, kiadó = {{Verein zur F{“{o}}rderung des Open Access Publizierens in den Quantenwissenschaften}}, kötet = {7}, oldal = {1201}, hónap = dec, év = {2023} }

► Referenciák

[1] Charles H. Bennett és Gilles Brassard. „Kvantum kriptográfia: Nyilvános kulcs elosztása és érmefeldobás”. Theoretical Computer Science 560, 7–11 (2014).
https:///doi.org/10.1016/j.tcs.2014.05.025

[2] Hoi-Kwong Lo és Hoi Fung Chau. „A kvantumkulcs-elosztás feltétel nélküli biztonsága tetszőlegesen nagy távolságokon”. Science 283, 2050–2056 (1999).
https:///doi.org/10.1126/science.283.5410.2050

[3] Peter W Shor és John Preskill. „A bb84 kvantumkulcs-elosztási protokoll biztonságának egyszerű bizonyítéka”. Physical Review Letters 85, 441 (2000).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.85.441

[4] Renato Renner. „A kvantumkulcs-elosztás biztonsága”. International Journal of Quantum Information 6, 1–127 (2008).
https:///doi.org/10.1142/S0219749908003256

[5] Valerio Scarani, Helle Bechmann-Pasquinucci, Nicolas J Cerf, Miloslav Dušek, Norbert Lütkenhaus és Momtchil Peev. „A kvantumkulcs gyakorlati elosztásának biztonsága”. Reviews of Modern Physics 81, 1301 (2009).
https:///doi.org/10.1103/RevModPhys.81.1301

[6] Hong-Wei Li, Shuang Wang, Jing-Zheng Huang, Wei Chen, Zhen-Qiang Yin, Fang-Yi Li, Zheng Zhou, Dong Liu, Yang Zhang, Guang-Can Guo és mások. „Egy gyakorlati kvantumkulcs-elosztó rendszer megtámadása hullámhossz-függő nyalábosztóval és több hullámhosszú forrásokkal”. Physical Review A 84, 062308 (2011).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.84.062308

[7] Lars Lydersen, Carlos Wiechers, Christoffer Wittmann, Dominique Elser, Johannes Skaar és Vadim Makarov. „Kereskedelmi kvantumkriptográfiai rendszerek feltörése testre szabott erős megvilágítással”. Nature Photonics 4, 686–689 (2010).
https:///doi.org/10.1038/nphoton.2010.214

[8] Hong-Wei Li, Zheng-Mao Xu és Qing-Yu Cai. "A kis tökéletlen véletlenszerűség korlátozza a kvantumkulcs-elosztás biztonságát." Fizikai Szemle A 98, 062325 (2018).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.98.062325

[9] Samuel L Braunstein és Stefano Pirandola. „Oldalcsatorna nélküli kvantumkulcs-elosztás”. Physical Review Letters 108, 130502 (2012).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.108.130502

[10] Hoi-Kwong Lo, Marcos Curty és Bing Qi. „Mérőeszköz-független kvantumkulcs-eloszlás”. Physical Review Letters 108, 130503 (2012).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.108.130503

[11] Leong-Chuan Kwek, Lin Cao, Wei Luo, Yunxiang Wang, Shihai Sun, Xiangbin Wang és Ai Qun Liu. „Chip-alapú kvantumkulcs-elosztás”. AAPPS Bulletin 31 (2021).
https://doi.org/10.1007/s43673-021-00017-0

[12] Stefano Pirandola, Riccardo Laurenza, Carlo Ottaviani és Leonardo Banchi. „Az átjátszó nélküli kvantumkommunikáció alapvető korlátai”. Nature Communications 8, 15043 (2017).
https:///doi.org/10.1038/ncomms15043

[13] Marco Lucamarini, Zhiliang L Yuan, James F Dynes és Andrew J Shields. „A kvantumkulcs-eloszlás sebesség-távolság határának leküzdése kvantumismétlő nélkül”. Nature 557, 400–403 (2018).
https://doi.org/10.1038/s41586-018-0066-6

[14] Xiongfeng Ma, Pei Zeng és Hongyi Zhou. „Fázisillesztő kvantumkulcs-eloszlás”. Fizikai Szemle X 8, 031043 (2018).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevX.8.031043

[15] Xiang-Bin Wang, Zong-Wen Yu és Xiao-Long Hu. „Ikermezős kvantumkulcs-eloszlás nagy eltolódási hibával”. Fizikai Szemle A 98, 062323 (2018).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.98.062323

[16] Chaohan Cui, Zhen-Qiang Yin, Rong Wang, Wei Chen, Shuang Wang, Guang-Can Guo és Zheng-Fu Han. „Ikermezős kvantumkulcs-eloszlás fázisutó-kiválasztás nélkül”. Physical Review Applied 11, 034053 (2019).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevApplied.11.034053

[17] Marcos Curty, Koji Azuma és Hoi-Kwong Lo. „Az ikermezős típusú kvantumkulcs-elosztási protokoll egyszerű biztonsági igazolása”. npj Quantum Information 5, 64 (2019).
https://doi.org/10.1038/s41534-019-0175-6

[18] Jie Lin és Norbert Lütkenhaus. „Fázisillesztő mérőeszköz-független kvantumkulcs-elosztás egyszerű biztonsági elemzése”. Fizikai Szemle A 98, 042332 (2018).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.98.042332

[19] Kento Maeda, Toshihiko Sasaki és Masato Koashi. „Ismétlés nélküli kvantumkulcs-eloszlás hatékony végeskulcsos elemzéssel, amely túllépi a sebesség-távolság határát”. Nature Communications 10, 3140 (2019).
https:///doi.org/10.1038/s41467-019-11008-z

[20] Guillermo Currás-Lorenzo, Álvaro Navarrete, Koji Azuma, Go Kato, Marcos Curty és Mohsen Razavi. „Szűk véges kulcsú biztonság ikermezős kvantumkulcs-elosztáshoz”. npj Quantum Information 7, 22 (2021).
https://doi.org/10.1038/s41534-020-00345-3

[21] Guillermo Currás-Lorenzo, Lewis Wooltorton és Mohsen Razavi. „Ikermezős kvantumkulcs-eloszlás teljesen diszkrét fázis randomizációval”. Physical Review Applied 15, 014016 (2021).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevApplied.15.014016

[22] M Minder, M Pittaluga, GL Roberts, M Lucamarini, JF Dynes, ZL Yuan és AJ Shields. „Kísérleti kvantumkulcs-elosztás az átjátszó nélküli titkos kulcs kapacitásán túl”. Nature Photonics 13, 334–338 (2019).
https://doi.org/10.1038/s41566-019-0377-7

[23] Xiaoqing Zhong, Jianyong Hu, Marcos Curty, Li Qian és Hoi-Kwong Lo. „Ikermezős típusú kvantumkulcs-eloszlás elvi bizonyítása kísérleti demonstráció”. Physical Review Letters 123, 100506 (2019).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.123.100506

[24] Yang Liu, Zong-Wen Yu, Weijun Zhang, Jian-Yu Guan, Jiu-Peng Chen, Chi Zhang, Xiao-Long Hu, Hao Li, Cong Jiang, Jin Lin és mások. „Kísérleti ikermezős kvantumkulcs-elosztás küldés vagy nem küldés útján”. Physical Review Letters 123, 100505 (2019).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.123.100505

[25] Shuang Wang, De-Yong He, Zhen-Qiang Yin, Feng-Yu Lu, Chao-Han Cui, Wei Chen, Zheng Zhou, Guang-Can Guo és Zheng-Fu Han. „Az alapvető sebesség-távolság határának átlépése egy alapelv-bizonyítékú kvantumkulcs-elosztási rendszerben”. Physical Review X 9, 021046 (2019).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevX.9.021046

[26] Hui Liu, Cong Jiang, Hao-Tao Zhu, Mi Zou, Zong-Wen Yu, Xiao-Long Hu, Hai Xu, Shizhao Ma, Zhiyong Han, Jiu-Peng Chen, Yunqi Dai, Shi-Biao Tang, Weijun Zhang, Hao Li, Lixing You, Zhen Wang, Yong Hua, Hongkun Hu, Hongbo Zhang, Fei Zhou, Qiang Zhang, Xiang-Bin Wang, Teng-Yun Chen és Jian-Wei Pan. „Az ikermezős kvantumkulcs-eloszlás terepi tesztje küldés vagy nem küldés útján 428 km-en keresztül”. Physical Review Letters 126, 250502 (2021).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.126.250502

[27] Jiu-Peng Chen, Chi Zhang, Yang Liu, Cong Jiang, Wei-Jun Zhang, Zhi-Yong Han, Shi-Zhao Ma, Xiao-Long Hu, Yu-Huai Li, Hui Liu, Fei Zhou, Hai-Feng Jiang, Teng-Yun Chen, Hao Li, Li-Xing You, Zhen Wang, Xiang-Bin Wang, Qiang Zhang és Jian-Wei Pan. „Ikermezős kvantumkulcs-eloszlás egy 511 km-es optikai szálon, amely két távoli nagyvárosi területet köt össze”. Nature Photonics 15, 570–575 (2021).
https://doi.org/10.1038/s41566-021-00828-5

[28] Shuang Wang, Zhen-Qiang Yin, De-Yong He, Wei Chen, Rui-Qiang Wang, Peng Ye, Yao Zhou, Guan-Jie Fan-Yuan, Fang-Xiang Wang, Yong-Gang Zhu, Pavel V Morozov, V. Sándor Divochiy, Zheng Zhou, Guang-Can Guo és Zheng-Fu Han. „Ikermezős kvantumkulcs-eloszlás 830 km-es szálon keresztül”. Nature Photonics 16, 154–161 (2022).
https://doi.org/10.1038/s41566-021-00928-2

[29] Hua-Lei Yin és Zeng-Bing Chen. „Koherens állapot alapú ikermezős kvantumkulcs-eloszlás”. Scientific Reports 9, 14918 (2019).
https://doi.org/10.1038/s41598-019-50429-0

[30] Mario Mastriani és Sundaraja Sitharama Iyengar. „Műholdas kvantumátjátszók kvantuminternethez”. Quantum Engineering 2, e55 (2020).
https:///doi.org/10.1002/que2.55

[31] Xiao-Min Hu, Cen-Xiao Huang, Yu-Bo Sheng, Lan Zhou, Bi-Heng Liu, Yu Guo, Chao Zhang, Wen-Bo Xing, Yun-Feng Huang, Chuan-Feng Li és Guang-Can Guo. „Hosszú távú összefonódásos tisztítás a kvantumkommunikációhoz”. Physical Review Letters 126, 010503 (2021).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.126.010503

[32] Gui-Lu Long, Dong Pan, Yu-Bo Sheng, Qikun Xue, Jianhua Lu és Hanzo Lajos. "Evolúciós út a kvantuminternet számára, amely biztonságos klasszikus átjátszókra támaszkodik." IEEE Network 36, 82–88 (2022).
https:///doi.org/10.1109/MNET.108.2100375

[33] Ueli M Maurer. „Titkos kulcsmegállapodás nyilvános vitával közös információkból”. IEEE Transactions on Information Theory 39, 733–742 (1993).
https:///doi.org/10.1109/18.256484

[34] Barbara Kraus, Cyril Branciard és Renato Renner. „Kvantumkulcs-elosztási protokollok biztonsága kétirányú klasszikus kommunikációval vagy gyenge koherens impulzusokkal”. Physical Review A 75, 012316 (2007).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.75.012316

[35] Joonwoo Bae és Antonio Acín. „Kulcsdesztilláció kvantumcsatornákból kétirányú kommunikációs protokollok segítségével”. Physical Review A 75, 012334 (2007).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.75.012334

[36] Gláucia Murta, Filip Rozpędek, Jérémy Ribeiro, David Elkouss és Stephanie Wehner. „Aszimmetrikus zajjal rendelkező kvantumkulcs-elosztási protokollok kulcsértékei”. Fizikai áttekintés A 101, 062321 (2020).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.101.062321

[37] Ernest Y.-Z. Tan, Charles C.-W. Lim és Renato Renner. "Eszközfüggetlen kvantumkulcs-elosztás előnyökkel járó desztilláció". Physical Review Letters 124, 020502 (2020).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.124.020502

[38] Dagmar Bruß. Optimális lehallgatás hat állapotú kvantumkriptográfiában. Physical Review Letters 81, 3018 (1998).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.81.3018

[39] Won-Young Hwang. „Kvantumkulcs-elosztás nagy veszteséggel: a globális biztonságos kommunikáció felé”. Physical Review Letters 91, 057901 (2003).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.91.057901

[40] Xiang-Bin Wang. „A fotonszám-hasadás elleni támadás legyőzése a gyakorlati kvantumkriptográfiában”. Physical Review Letters 94, 230503 (2005).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.94.230503

[41] Hoi-Kwong Lo, Xiongfeng Ma és Kai Chen. „Csalista állapotú kvantumkulcs-eloszlás”. Physical Review Letters 94, 230504 (2005).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.94.230504

[42] Hong-Wei Li, Chun-Mei Zhang, Mu-Sheng Jiang és Qing-Yu Cai. „A gyakorlati csali állapotú kvantumkulcs-elosztás teljesítményének javítása előnyös desztillációs technológiával”. Communications Physics 5, 53 (2022).
https://doi.org/10.1038/s42005-022-00831-4

[43] Daniel Gottesman és Hoi-Kwong Lo. „A kvantumkulcs-elosztás biztonságának igazolása kétirányú klasszikus kommunikációval”. IEEE Transactions on Information Theory 49, 457–475 (2003).
https:///doi.org/10.1109/TIT.2002.807289

[44] Rui-Qiang Wang, Chun-Mei Zhang, Zhen-Qiang Yin, Hong-Wei Li, Shuang Wang, Wei Chen, Guang-Can Guo és Zheng-Fu Han. „Fázisillesztő kvantumkulcs-eloszlás előnyös desztillációval”. New Journal of Physics 24, 073049 (2022).
https:///doi.org/10.1088/1367-2630/ac8115

[45] Zong-Wen Yu, Xiao-Long Hu, Cong Jiang, Hai Xu és Xiang-Bin Wang. „Küldés vagy nem küldés ikermezős kvantumkulcs-eloszlás a gyakorlatban”. Scientific Reports 9, 3080 (2019).
https:///doi.org/10.1038/s41598-019-39225-y

[46] Hai Xu, Zong-Wen Yu, Cong Jiang, Xiao-Long Hu és Xiang-Bin Wang. „Küldés vagy nem küldés ikermezős kvantumkulcs-eloszlás: A közvetlen átviteli kulcs sebességének megszakítása”. Fizikai áttekintés A 101, 042330 (2020).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.101.042330

[47] Xiao-Long Hu, Cong Jiang, Zong-Wen Yu és Xiang-Bin Wang. „Küldés vagy nem küldés ikermezős protokoll kvantumkulcs-elosztáshoz aszimmetrikus forrásparaméterekkel”. Fizikai szemle A 100, 062337 (2019).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.100.062337

[48] Marco Tomamichel. „A nem aszimptotikus kvantuminformáció-elmélet keretrendszere”. Doktori tézis. ETH Zürich. Zürich (2012).
https:///doi.org/10.3929/ethz-a-7356080

[49] Jaikumar Radhakrishnan és Amnon Ta-Shma. „Határok diszpergálókhoz, elszívókhoz és mélységi-két szuperkoncentrátorhoz”. SIAM Journal on Discrete Mathematics 13, 2–24 (2000).
https:///doi.org/10.1137/S0895480197329508

[50] Wassily Hoeffding. „Valószínűségi egyenlőtlenségek korlátos valószínűségi változók összegére”. Journal of the American Statistical Association 58, 13–30 (1963).
https:///doi.org/10.2307/2282952

Idézi

[1] Li-Wen Hu, Chun-Mei Zhang és Hong-Wei Li, „Gyakorlati mérőeszköz-független kvantumkulcs-eloszlás előnyös desztillációval”, Quantum Information Processing 22 1, 77 (2023).

[2] Xin Liu, Di Luo, Zhenrong Zhang és Kejin Wei, „Mode-pairing kvantumkulcs-eloszlás előnyös desztillációval”, Fizikai áttekintés A 107 6, 062613 (2023).

[3] Rui-Qiang Wang, Chun-Mei Zhang, Zhen-Qiang Yin, Hong-Wei Li, Shuang Wang, Wei Chen, Guang-Can Guo és Zheng-Fu Han, „Fázisillesztő kvantumkulcs-elosztás előny desztillációval ”, New Journal of Physics 24 7, 073049 (2022).

[4] Xiao-Lei Jiang, Yang Wang, Jia-Ji Li, Yi-Fei Lu, Chen-Peng Hao, Chun Zhou és Wan-Su Bao: „A referenciakerettől független kvantumkulcs-elosztás teljesítményének javítása előnyökkel desztillációs technológia”, Optics Express 31 6, 9196 (2023).

[5] Jian-Rong Zhu, Chun-Mei Zhang, Rong Wang és Hong-Wei Li, „Referenciakeret-független kvantumkulcs-eloszlás előny desztillációval”, Optics Letters 48 3, 542 (2023).

[6] Kailu Zhang, Jingyang Liu, Huajian Ding, Xingyu Zhou, Chunhui Zhang és Qin Wang, „Asymmetric Measurement-Device-Independent Quantum Key Distribution through Advantage Destillation”, Entropy 25 8, 1174 (2023).

A fenti idézetek innen származnak SAO/NASA HIRDETÉSEK (utolsó sikeres frissítés: 2023-12-07 03:31:43). Előfordulhat, hogy a lista hiányos, mivel nem minden kiadó ad megfelelő és teljes hivatkozási adatokat.

On Crossref által idézett szolgáltatás művekre hivatkozó adat nem található (utolsó próbálkozás 2023-12-07 03:31:39).

Ez a tanulmány a Quantumban jelent meg Creative Commons Nevezd meg 4.0 International (CC BY 4.0) engedély. A szerzői jog az eredeti szerzői jog tulajdonosainál marad, például a szerzőknél vagy intézményeiknél.

SEO által támogatott tartalom és PR terjesztés. Erősödjön még ma.
PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Erősítse meg magát. Hozzáférés itt.
PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Felerősített tudás. Hozzáférés itt.
PlatoESG. Carbon, CleanTech, Energia, Környezet, Nap, Hulladékgazdálkodás. Hozzáférés itt.
PlatoHealth. Biotechnológiai és klinikai vizsgálatok intelligencia. Hozzáférés itt.
Forrás: https://quantum-journal.org/papers/q-2023-12-06-1201/

Időbélyeg: December 6, 2023

Időbélyeg: 22. szeptember 2022.

Az ikermezős kvantumkulcs-elosztás teljesítményének javítása előnyös desztillációs technológiával

Újra kiadta Platón

Absztrakt

► BibTeX adatok

► Referenciák

Idézi

Még több Quantum Journal

Paraméterbeállítás a súlyozott problémák kvantumkörülbelül optimalizálása során

Robusztus belső pont módszer a kvantumkulcs-eloszlási sebesség kiszámításához

Összefonódással segített Quantum Reed-Muller tenzor termékkódok

Kvantum algoritmusok rács alapú variációs időfejlődéshez

Kvantumfázis-felismerés kvantumkernel módszerekkel

A degeneráció geometriája a potenciál- és sűrűségtérben

Csővezetékes korrelált minimális súly tökéletes illeszkedése a felületi kódhoz

Átmenetek az összefonódás bonyolultságában véletlenszerű áramkörökben

Rólunk

Vertical Search & Ai

Emelvény

Maradjon kapcsolatban

Fiók