Perjanjian Kunci Konferensi Non-Lokal Intrinsik Multipartit dan Perangkat-Independen

Perjanjian Kunci Konferensi Non-Lokal Intrinsik Multipartit dan Perangkat-Independen

Stempel Waktu: 19 Januari 2023 6
Perjanjian Utama Konferensi Non-Lokalitas Intrinsik dan Independen Perangkat Multipartit Kecerdasan Data PlatoBlockchain. Pencarian Vertikal. Ai.

Abi Philip1,5, Eneet Kaur2,4, Peter Bierhorst3, dan Mark M. Wilde1,6

1Institut Fisika Teoretis Hearne, Departemen Fisika dan Astronomi, dan Pusat Komputasi dan Teknologi, Universitas Negeri Louisiana, Baton Rouge, Louisiana 70803, AS
2Institut Komputasi Quantum dan Departemen Fisika dan Astronomi, Universitas Waterloo, Waterloo, Ontario N2L 3G1, Kanada
3Departemen Matematika, Universitas New Orleans, Louisiana 70148, AS
4Sekolah Tinggi Ilmu Optik Wyant, Universitas Arizona, Tucson, Arizona 85721, AS
5Sekolah Fisika Terapan dan Teknik, Universitas Cornell, Ithaca, New York 14850, AS
6Sekolah Teknik Elektro dan Komputer, Universitas Cornell, Ithaca, New York 14850, AS

Apakah makalah ini menarik atau ingin dibahas? Scite atau tinggalkan komentar di SciRate.

Abstrak

Dalam karya ini, kami memperkenalkan non-lokalitas intrinsik multipartit sebagai metode untuk mengukur sumber daya dalam skenario multipartit perjanjian kunci konferensi perangkat-independen (DI). Kami membuktikan bahwa non-lokalitas intrinsik multipartit adalah aditif, cembung, dan monoton di bawah kelas operasi bebas yang disebut operasi lokal dan keacakan umum. Sebagai salah satu kontribusi teknis kami, kami menetapkan aturan berantai untuk dua varian informasi timbal balik multipartit, yang kemudian kami gunakan untuk membuktikan bahwa nonlokalitas intrinsik multipartit adalah aditif. Aturan rantai ini mungkin memiliki kepentingan independen dalam konteks lain. Semua properti non-lokalitas intrinsik multipartit ini sangat membantu dalam menetapkan hasil utama makalah kami: non-lokalitas intrinsik multipartit adalah batas atas pada tingkat kunci rahasia dalam skenario multipartit umum perjanjian kunci konferensi DI. Kami membahas berbagai contoh protokol kunci konferensi DI dan membandingkan batas atas kami untuk protokol ini dengan batas bawah yang diketahui. Akhirnya, kami menghitung batas atas pada realisasi eksperimental baru-baru ini dari distribusi kunci kuantum DI.

โ–บ data BibTeX

โ–บ Referensi

[1] Charles H. Bennett dan Gilles Brassard. "Kriptografi kuantum: Distribusi kunci publik dan lempar koin". Dalam Prosiding Konferensi Internasional IEEE tentang Sistem Komputer dan Pemrosesan Sinyal, Bangalore, India. Halaman 175โ€“179. (1984). arXiv:2003.06557.
https: / / doi.org/ 10.1016 / j.tcs.2014.05.025
arXiv: 2003.06557

[2] Artur K.Ekert. "Kriptografi kuantum berdasarkan teorema Bell". Surat Tinjauan Fisik 67, 661โ€“663 (1991).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.67.661

[3] Dominic Mayer. "Keamanan tanpa syarat dalam kriptografi kuantum". Jurnal ACM 48, 351โ€“406 (2001). arXiv:quant-ph/โ€‹9802025.
https: / / doi.org/ 10.1145 / 382780.382781
arXiv: quant-ph / 9802025

[4] Marco Tomamichel dan Renato Renner. "Hubungan ketidakpastian untuk entropi halus". Surat Tinjauan Fisik 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, and Howard M. Wiseman. "Distribusi kunci kuantum independen perangkat satu sisi: Keamanan, kelayakan, dan koneksi dengan kemudi". Tinjauan Fisik A 85, 010301 (2012). arXiv:1109.1435.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.85.010301
arXiv: 1109.1435

[6] Dominic Mayers dan Andrew. Yao. "Kriptografi kuantum dengan peralatan yang tidak sempurna". In Proceedings 39th Annual Symposium on Foundations of Computer Science (Cat. No.98CB36280). Halaman 503โ€“509. (1998). arXiv:quant-ph/โ€‹9809039.
https: / / doi.org/ 10.1109 / SFCS.1998.743501
arXiv: quant-ph / 9809039

[7] Antonio Acรญn, Nicolas Brunner, Nicolas Gisin, Serge Massar, Stefano Pironio, and Valerio Scarani. "Keamanan kriptografi kuantum yang tidak bergantung pada perangkat terhadap serangan kolektif". Surat Tinjauan Fisik 98, 230501 (2007). arXiv:quant-ph/โ€‹0702152.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.98.230501
arXiv: quant-ph / 0702152

[8] Rotem Arnon-Friedman, Frรฉdรฉric Dupuis, Omar Fawzi, Renato Renner, and Thomas Vidick. โ€œKriptografi kuantum yang tidak bergantung pada perangkat praktis melalui akumulasi entropiโ€. Komunikasi Alam 9, 1โ€“11 (2018).
https:/โ€‹/โ€‹doi.org/โ€‹10.1038/โ€‹s41467-017-02307-4

[9] Umesh Vazirani dan Thomas Vidick. "Distribusi kunci kuantum yang sepenuhnya independen perangkat". Surat Tinjauan Fisik 113, 140501 (2014). arXiv:1210.1810.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.113.140501
arXiv: 1210.1810

[10] Masahiro Takeoka, Saikat Guha, and Mark M. Wilde. "Pengorbanan tingkat-kerugian mendasar untuk distribusi kunci kuantum optik". Komunikasi Alam 5, 1โ€“7 (2014). arXiv:1504.06390.
https://โ€‹/โ€‹doi.org/โ€‹10.1038/โ€‹ncomms6235
arXiv: 1504.06390

[11] Eneet Kaur, Mark M. Wilde, and Andreas Winter. "Batasan mendasar pada tarif kunci dalam distribusi kunci kuantum yang tidak bergantung pada perangkat". Jurnal Baru Fisika 22, 023039 (2020). arXiv:1810.05627.
https: / / doi.org/ 10.1088 / 1367-2630 / ab6eaa
arXiv: 1810.05627

[12] Marek Winczewski, Tamoghna Das, dan Karol Horodecki. โ€œKeterbatasan pada kunci independen perangkat yang aman terhadap musuh yang tidak memberi sinyal melalui non-lokalitas yang tergencetโ€ (2019). arXiv:1903.12154.
arXiv: 1903.12154

[13] Ueli M. Maurer dan Stephan Wolf. "Perjanjian kunci yang aman tanpa syarat dan informasi bersyarat intrinsik". Transaksi IEEE tentang Teori Informasi 45, 499โ€“514 (1999).
https: / / doi.org/ 10.1109 / 18.748999

[14] Matthias Christandl dan Andreas Winter. ""Keterjeratan tergencet": ukuran keterikatan aditif". Jurnal Fisika Matematika 45, 829โ€“840 (2004). arXiv:quant-ph/โ€‹0308088.
https: / / doi.org/ 10.1063 / 1.1643788
arXiv: quant-ph / 0308088

[15] Eneet Kaur, Xiaoting Wang, and Mark M. Wilde. "Informasi timbal balik bersyarat dan kemudi kuantum". Tinjauan Fisik A 96, 022332 (2017). arXiv:1612.03875.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.96.022332
arXiv: 1612.03875

[16] Jรฉrรฉmy Ribeiro, Glรกucia Murta, and Stephanie Wehner. โ€œPerjanjian kunci konferensi yang sepenuhnya independen perangkatโ€. Tinjauan Fisik A 97, 022307 (2018). arXiv:1708.00798.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.97.022307
arXiv: 1708.00798

[17] Glรกucia Murta, Federico Grasselli, Hermann Kampermann, and Dagmar BruรŸ. "Perjanjian kunci konferensi kuantum: Tinjauan". Teknologi Kuantum Lanjutan 3, 2000025 (2020). arXiv:2003.10186.
https: / / doi.org/ 10.1002 / qute.202000025
arXiv: 2003.10186

[18] Michael Epping, Hermann Kampermann, dan Dagmar BruรŸ. "Jaringan kuantum skala besar berdasarkan grafik". Jurnal Baru Fisika 18, 053036 (2016). arXiv:1504.06599.
https:/โ€‹/โ€‹doi.org/โ€‹10.1088/โ€‹1367-2630/โ€‹18/โ€‹5/โ€‹053036
arXiv: 1504.06599

[19] Satosi Watanabe. โ€œInformasi teoritis analisis korelasi multivariatโ€. Jurnal Penelitian dan Pengembangan IBM 4, 66โ€“82 (1960).
https: / / doi.org/ 10.1147 / rd.41.0066

[20] Dong Yang, Karol Horodecki, Michal Horodecki, Pawel Horodecki, Jonathan Oppenheim, and Wei Song. "Keterikatan tergencet untuk keadaan multipartit dan tindakan keterikatan berdasarkan atap cembung campuran". Transaksi IEEE tentang Teori Informasi 55, 3375โ€“3387 (2009). arXiv:0704.2236.
https: / / doi.org/ 10.1109 / TIT.2009.2021373
arXiv: 0704.2236

[21] David Avis, Patrick Hayden, dan Ivan Savov. "Kompresi terdistribusi dan keterikatan multipartai tergencet". Jurnal Fisika A: Matematika dan Teori 41, 115301 (2008). arXiv:0707.2792.
https:/โ€‹/โ€‹doi.org/โ€‹10.1088/โ€‹1751-8113/โ€‹41/โ€‹11/โ€‹115301
arXiv: 0707.2792

[22] Kaushik P. Seshadreesan, Masahiro Takeoka, and Mark M. Wilde. "Batas pada distilasi keterikatan dan perjanjian kunci rahasia untuk saluran siaran kuantum". Transaksi IEEE tentang Teori Informasi 62, 2849โ€“2866 (2016). arXiv:1503.08139.
https: / / doi.org/ 10.1109 / TIT.2016.2544803
arXiv: 1503.08139

[23] Rotem Arnon-Friedman dan Felix Leditzky. "Batas atas pada tingkat distribusi kunci kuantum yang tidak tergantung perangkat dan dugaan Peres yang direvisi". Transaksi IEEE tentang Teori Informasi 67, 6606โ€“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, Renรฉ Schwonnek, Florian Fertig, Sebastian Eppelt, Wenjamin Rosenfeld, Valerio Scarani, Charles C.-W. Lim, dan Harald Weinfurter. "Sistem distribusi kunci kuantum yang tidak tergantung perangkat untuk pengguna jarak jauh". Alam 607, 687โ€“691 (2022). quant-ph:2110.00575.
https: / / doi.org/ 10.1038 / s41586-022-04891-y
arXiv: 2110.00575

[25] Renรฉ Schwonnek, Koon Tong Goh, Ignatius W Primaatmaja, Ernest YZ Tan, Ramona Wolf, Valerio Scarani, and Charles CW Lim. "Distribusi kunci kuantum yang tidak tergantung perangkat dengan basis kunci acak". Komunikasi Alam 12, 1โ€“8 (2021).
https:/โ€‹/โ€‹doi.org/โ€‹10.1038/โ€‹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, and Jian-Wei Pan. "Menuju demonstrasi fotonik dari distribusi kunci kuantum yang tidak bergantung pada perangkat". Surat Tinjauan Fisik 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, dan John Preskill. "Operasi kuantum kausal dan terlokalisasi". Tinjauan Fisik A 64, 052309 (2001). arXiv:quant-ph/โ€‹0102043.
https: / / doi.org/ 10.1103 / physreva.64.052309
arXiv: quant-ph / 0102043

[28] Nicolas Brunner, Daniel Cavalcanti, Stefano Pironio, Valerio Scarani, and Stephanie Wehner. "Bell nonlocality". Ulasan Fisika Modern 86, 419 (2014). arXiv:1303.2849.
https: / / doi.org/ 10.1103 / revmodphys.86.419
arXiv: 1303.2849

[29] Ke Li dan Andreas Winter. โ€œKeterikatan terjepit, $mathbf{k}$-diperpanjang, rantai Markov kuantum, dan peta pemulihanโ€. Yayasan Fisika 48, 910โ€“924 (2018). arXiv:1410.4184.
https:/โ€‹/โ€‹doi.org/โ€‹10.1007/โ€‹s10701-018-0143-6
arXiv: 1410.4184

[30] Maksim E. Shirokov. Batas kontinuitas seragam untuk karakteristik sistem kuantum multipartit. Jurnal Fisika Matematika 62, 092206 (2021). arXiv:2007.00417.
https: / / doi.org/ 10.1063 / 5.0055155
arXiv: 2007.00417

[31] Te Sun Han. "Struktur ketergantungan linier dari ruang entropi". Informasi dan Kontrol 29, 337โ€“368 (1975).
https:/โ€‹/โ€‹doi.org/โ€‹10.1016/โ€‹s0019-9958(75)80004-0

[32] Te Sun Han. "Ukuran entropi nonnegatif dari korelasi simetris multivariat". Informasi dan Kontrol 36, 133โ€“156 (1978).
https:/โ€‹/โ€‹doi.org/โ€‹10.1016/โ€‹s0019-9958(78)90275-9

[33] Dong Yang, Michaล‚ Horodecki, and ZD Wang. "Ukuran keterikatan tambahan dan operasional: Keterikatan bersyarat dari informasi timbal balik". Surat Tinjauan Fisik 101, 140501 (2008). arXiv:0804.3683.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.101.140501
arXiv: 0804.3683

[34] Stefano Pironio, Antonio Acรญn, Nicolas Brunner, Nicolas Gisin, Serge Massar, and Valerio Scarani. "Distribusi kunci kuantum yang tidak tergantung perangkat aman terhadap serangan kolektif". Jurnal Baru Fisika 11, 045021 (2009). arXiv:0903.4460.
https:/โ€‹/โ€‹doi.org/โ€‹10.1088/โ€‹1367-2630/โ€‹11/โ€‹4/โ€‹045021
arXiv: 0903.4460

[35] Timo Holz, Hermann Kampermann, and Dagmar BruรŸ. "Ketidaksetaraan Bell multipartit asli untuk perjanjian kunci konferensi independen perangkat". Penelitian Tinjauan Fisik 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, dkk. "Demonstrasi eksperimental dari nonlokalitas tripartit asli di bawah kondisi lokalitas yang ketat". Surat Tinjauan Fisik 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, and J.-D. Bancal. "Distribusi kunci kuantum eksperimental disertifikasi oleh teorema Bell". Alam 607, 682โ€“686 (2022). arXiv:2109.14600.
https:/โ€‹/โ€‹doi.org/โ€‹10.1038/โ€‹s41586-022-04941-5
arXiv: 2109.14600

[38] Junior R. Gonzales-Ureta, Ana Predojeviฤ‡, and Adรกn Cabello. "Distribusi kunci kuantum yang tidak tergantung perangkat berdasarkan ketidaksetaraan Bell dengan lebih dari dua input dan dua output". Tinjauan Fisik 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, and Stefano Pironio. "Definisi nonlokalitas multipartit". Tinjauan Fisik A 88, 014102 (2013). arXiv:1112.2626.
https: / / doi.org/ 10.1103 / physreva.88.014102
arXiv: 1112.2626

[40] Eneet Kaur, Karol Horodecki, dan Siddhartha Das. โ€œBatas atas pada tingkat distribusi kunci kuantum yang tidak bergantung pada perangkat dalam skenario statis dan dinamisโ€. Tinjauan Fisik Terapan 18, 054033 (2021). quant-ph:2107.06411.
https: / / doi.org/ 10.1103 / physrevapplied.18.054033
arXiv: 2107.06411

[41] Tony Metger, Yfke Dulek, Andrea Coldangelo, and Rotem Arnon-Friedman. "Distribusi kunci kuantum yang tidak tergantung perangkat dari asumsi komputasi". Jurnal Baru Fisika 23, 123021 (2021).
https://โ€‹/โ€‹doi.org/โ€‹10.1088/โ€‹1367-2630/โ€‹ac304b

[42] Tony Metger dan Thomas Vidick. "Pengujian mandiri perangkat kuantum tunggal di bawah asumsi komputasi". Kuantum 5, 544 (2021). arXiv:2001.09161.
https:/โ€‹/โ€‹doi.org/โ€‹10.22331/โ€‹q-2021-09-16-544
arXiv: 2001.09161

[43] Aby Philip, Eneet Kaur, Peter Bierhorst, and Mark M. Wilde. โ€œPerjanjian kunci konferensi non-lokalitas dan perangkat-intrinsikโ€ (2021) arXiv:2111.02596v1.
arXiv: 2111.02596v1

[44] Karol Horodecki, Marek Winczewski, dan Siddhartha Das. โ€œPembatasan mendasar pada perjanjian kunci konferensi kuantum yang tidak bergantung pada perangkatโ€ (2021) arXiv:2111.02467v1.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.105.022604
arXiv: 2111.02467v1

[45] Karol Horodecki, Marek Winczewski, dan Siddhartha Das. "Keterbatasan mendasar pada perjanjian kunci konferensi kuantum yang tidak bergantung pada perangkat". Tinjauan Fisik A 105, 022604 (2022). arXiv:2111.02467.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.105.022604
arXiv: 2111.02467

[46] Itamar Pitowsky. "Kisaran probabilitas kuantum". Jurnal Fisika Matematika 27, 1556โ€“1565 (1986).
https: / / doi.org/ 10.1063 / 1.527066

[47] Manuel Forster, Severin Winkler, dan Stefan Wolf. โ€œMenyuling nonlokalitasโ€. Surat Tinjauan Fisik 102, 120401 (2009). arXiv:0809.3173.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.102.120401
arXiv: 0809.3173

[48] Manuel Forster dan Stefan Wolf. โ€œUnit bipartit nonlokalitasโ€. Tinjauan Fisik A 84, 042112 (2011). arXiv:0808.0651.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.84.042112
arXiv: 0808.0651

[49] Rodrigo Gallego dan Leandro Aolita. "Pengkabelan bebas nonlokalitas dan kemampuan membedakan antara kotak Bell". Tinjauan Fisik A 95, 032118 (2017). arXiv:1611.06932.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.95.032118
arXiv: 1611.06932

Dikutip oleh

[1] Karol Horodecki, Marek Winczewski, dan Siddhartha Das, โ€œPembatasan mendasar pada perjanjian kunci konferensi kuantum yang tidak bergantung pada perangkatโ€, Ulasan Fisik A 105 2, 022604 (2022).

Kutipan di atas berasal dari SAO / NASA ADS (terakhir berhasil diperbarui, 2023-01-21 00:01:07). Daftar ini mungkin tidak lengkap karena tidak semua penerbit menyediakan data kutipan yang cocok dan lengkap.

On Layanan dikutip-oleh Crossref tidak ada data tentang karya mengutip ditemukan (upaya terakhir 2023-01-21 00:01:04).

Makalah ini diterbitkan dalam Quantum di bawah Creative Commons Attribution 4.0 Internasional (CC BY 4.0) lisensi. Hak cipta tetap berada pada pemegang hak cipta asli seperti penulis atau lembaganya.

Stempel Waktu:

Lebih dari Jurnal Kuantum