Laboratoire d'Information Quantique, Universitรฉ libre de Bruxelles (ULB), Belgia
Apakah makalah ini menarik atau ingin dibahas? Scite atau tinggalkan komentar di SciRate.
Abstrak
Menurut teorema akumulasi entropi, pembuktian keamanan tak bersyarat dari protokol distribusi kunci kuantum yang tidak bergantung pada perangkat mengurangi untuk menurunkan fungsi tradeoff, yaitu, batas pada entropi von Neumann putaran tunggal dari kunci mentah sebagai fungsi fungsi linier Bell, dikondisikan pada informasi sisi kuantum penyadap. Dalam karya ini, kami menjelaskan bagaimana entropi bersyarat dapat dibatasi dalam pengaturan 2-input/2-output, di mana analisis dapat direduksi menjadi sistem qubit, dengan menggabungkan batas entropi untuk varian protokol BB84 yang terkenal dengan batasan kuantum pada operator qubit pada sistem bipartit yang dibagikan oleh Alice dan Bob. Pendekatan ini memberikan batas analitik pada entropi, atau yang semi-analitik dalam waktu komputasi yang wajar, yang biasanya mendekati optimal. Kami mengilustrasikan pendekatan pada varian protokol CHSH QKD yang tidak bergantung pada perangkat di mana kedua basis digunakan untuk menghasilkan kunci serta analisis yang lebih halus dari varian basis tunggal asli sehubungan dengan kerugian. Kami memperoleh secara khusus ambang batas efisiensi deteksi sedikit di bawah 80.26%, dalam jangkauan kemampuan eksperimental saat ini.
Ringkasan populer
โบ data BibTeX
โบ Referensi
[1] John S. Bell. Tentang paradoks Einstein Podolsky Rosen. Fisika, 1 (3): 195โ200, 1964. URL http:/โ/โcds.cern.ch/โrecord/โ111654/โ.
http: / / cds.cern.ch/ record / 111654 /
[2] Nicolas Brunner, Daniel Cavalcanti, Stefano Pironio, Valerio Scarani, and Stephanie Wehner. Lonceng nonlokalitas. Mod Pdt. Phys., 86: 419โ478, Apr 2014. 10.1103/โRevModPhys.86.419.
https: / / doi.org/ 10.1103 / RevModPhys.86.419
[3] Antonio Acรญn, Nicolas Brunner, Nicolas Gisin, Serge Massar, Stefano Pironio, and Valerio Scarani. Keamanan kriptografi kuantum yang tidak bergantung pada perangkat terhadap serangan kolektif. fisik. Rev. Lett., 98: 230501, Juni 2007. 10.1103/โPhysRevLett.98.230501.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.98.230501
[4] DP Nadlinger, P Drmota, BC Nichol, G Araneda, D Main, R Srinivas, DM Lucas, CJ Ballance, K Ivanov, EY-Z Tan, dkk. Distribusi kunci kuantum eksperimental disertifikasi oleh teorema lonceng. Alam, 607 (7920): 682โ686, 2022. 10.1038/โs41586-022-04941-5.
https:/โ/โdoi.org/โ10.1038/โs41586-022-04941-5
[5] Wei Zhang, Tim van Leent, Kai Redeker, Robert Garthoff, Renรฉ Schwonnek, Florian Fertig, Sebastian Eppelt, Wenjamin Rosenfeld, Valerio Scarani, Charles CW Lim, dkk. Sistem distribusi kunci kuantum independen perangkat untuk pengguna jarak jauh. Alam, 607 (7920): 687โ691, 2022. 10.1038/โs41586-022-04891-y.
https: / / doi.org/ 10.1038 / s41586-022-04891-y
[6] Wen-Zhao Liu, Yu-Zhe Zhang, Yi-Zheng Zhen, Ming-Han Li, Yang Liu, Jingyun Fan, Feihu Xu, Qiang Zhang, dan Jian-Wei Pan. Menuju demonstrasi fotonik distribusi kunci kuantum independen perangkat. fisik. Rev. Lett., 129 (5): 050502, 2022. 10.1103/โPhysRevLett.129.050502.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.129.050502
[7] Rotem Arnon-Friedman, Frรฉdรฉric Dupuis, Omar Fawzi, Renato Renner, dan Thomas Vidick. Kriptografi kuantum independen perangkat praktis melalui akumulasi entropi. Nat. Kom., 9: 459, Jan 2018. 10.1038/โs41467-017-02307-4.
https:/โ/โdoi.org/โ10.1038/โs41467-017-02307-4
[8] Yanbao Zhang, Honghao Fu, dan Emanuel Knill. Sertifikasi keacakan yang efisien dengan estimasi probabilitas kuantum. fisik. Rev. Research, 2: 013016, Jan 2020. 10.1103/โPhysRevResearch.2.013016.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevResearch.2.013016
[9] Ernest YZ Tan, Renรฉ Schwonnek, Koon Tong Goh, Ignatius William Primaatmaja, and Charles CW Lim. Menghitung tarif kunci yang aman untuk kriptografi kuantum dengan perangkat yang tidak tepercaya. npj Informasi Kuantum, 7 (1): 1โ6, 2021. 10.1038/โs41534-021-00494-z.
https: / / doi.org/ 10.1038 / s41534-021-00494-z
[10] Renรฉ Schwonnek, Koon Tong Goh, Ignatius W. Primaatmaja, Ernest Y.-Z. Tan, Ramona Wolf, Valerio Scarani, dan Charles C.-W. Lim. Distribusi kunci kuantum independen perangkat dengan basis kunci acak. Nat. Kom., Mei 2021. 10.1038/โs41467-021-23147-3.
https:/โ/โdoi.org/โ10.1038/โs41467-021-23147-3
[11] Ernest Y.-Z. Tan, Pavel Sekatski, Jean-Daniel Bancal, Renรฉ Schwonnek, Renato Renner, Nicolas Sangouard, dan Charles C.-W. Lim. Protokol DIQKD yang ditingkatkan dengan analisis ukuran hingga. Des 2020. URL https://โ/โdoi.org/โ10.48550/โarXiv.2012.08714.
https://โ/โdoi.org/โ10.48550/โarXiv.2012.08714
[12] Peter Brown, Hamzah Fawzi, dan Omar Fawzi. Menghitung entropi bersyarat untuk korelasi kuantum. Nat. Kom., 12: 575, Jan 2021a. 10.1038/โs41467-020-20018-1.
https:/โ/โdoi.org/โ10.1038/โs41467-020-20018-1
[13] Peter Brown, Hamzah Fawzi, dan Omar Fawzi. Batas bawah yang tidak bergantung perangkat pada entropi von neumann bersyarat. Juni 2021b. URL https://โ/โdoi.org/โ10.48550/โarXiv.2106.13692.
https://โ/โdoi.org/โ10.48550/โarXiv.2106.13692
[14] Erik Woodhead, Antonio Acรญn, dan Stefano Pironio. Distribusi kunci kuantum independen perangkat dengan ketidaksetaraan CHSH asimetris. Quantum, 5: 443, Apr 2021. 10.22331/โq-2021-04-26-443.
https:/โ/โdoi.org/โ10.22331/โq-2021-04-26-443
[15] Renato Renner, Nicolas Gisin, dan Barbara Kraus. Bukti keamanan teoretis informasi untuk protokol distribusi kunci kuantum. fisik. Rev. A, 72: 012332, Juli 2005. 10.1103/โPhysRevA.72.012332.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.72.012332
[16] Oliver Kern dan Joseph M. Renes. Peningkatan tarif satu arah untuk protokol BB84 dan 6-negara. Informasi Kuantum Komputasi, 8 (8,9): 0756โ0772, Sep 2008. 10.26421/โQIC8.8-9-6.
https: / / doi.org/ 10.26421 / QIC8.8-9-6
[17] Igor Devetak dan Andreas Winter. Distilasi kunci rahasia dan keterjeratan dari keadaan kuantum. Prok. R. Soc. A, 461 (2053): 207โ235, Jan 2005. 10.1098/โrspa.2004.1372.
https: / / doi.org/ 10.1098 / rspa.2004.1372
[18] Stefano Pironio, Antonio Acรญn, Nicolas Brunner, Nicolas Gisin, Serge Massar, and Valerio Scarani. Distribusi kunci kuantum independen perangkat aman dari serangan kolektif. New J. Phys., 11 (4): 045021, Apr 2009. 10.1088/โ1367-2630/โ11/โ4/โ045021.
https:/โ/โdoi.org/โ10.1088/โ1367-2630/โ11/โ4/โ045021
[19] Mario Berta, Matthias Christandl, Roger Colbeck, Joseph M. Renes, dan Renato Renner. Prinsip ketidakpastian dengan adanya memori kuantum. Nature Phys., 6: 659โ662, Juli 2010. 10.1038/โnphys1734.
https://โ/โdoi.org/โ10.1038/โnphys1734
[20] Erik Woodhead. Tingkat kunci asimtotik ketat untuk protokol Bennett-Brassard 1984 dengan pengacakan lokal dan ketidaktepatan perangkat. fisik. Rev. A, 90: 022306, Agustus 2014. 10.1103/โPhysRevA.90.022306.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.90.022306
[21] Jean B. Lasserre. Optimasi global dengan polinomial dan masalah momen. SIAM J. Comput., 11: 796โ817, 2001. 10.1137/โS1052623400366802.
https: / / doi.org/ 10.1137 / S1052623400366802
[22] D. Henrion dan J.-B. Lasserre. Relaksasi konvergen dari ketidaksetaraan matriks polinomial dan umpan balik keluaran statis. IEEE Trans. otomatis Kontrol, 51 (2): 192โ202, 2006. 10.1109/โTAC.2005.863494.
https: / / doi.org/ 10.1109 / TAC.2005.863494
[23] Duncan McCallum dan David Avis. Sebuah algoritma linier untuk menemukan lambung cembung poligon sederhana. Surat Pemrosesan Informasi, 9 (5): 201โ206, Des 1979. ISSN 0020-0190. 10.1016/โ0020-0190(79)90069-3.
https:/โ/โdoi.org/โ10.1016/โ0020-0190(79)90069-3
[24] Alejandro A. Schรคffer dan Christopher J. Van Wyk. Lambung cembung dari kurva Jordan yang halus. J. Algoritma, 8 (1): 66โ94, Maret 1987. ISSN 0196-6774. 10.1016/โ0196-6774(87)90028-9.
https:/โ/โdoi.org/โ10.1016/โ0196-6774(87)90028-9
[25] Erik Woodhead. Kloning kuantum terikat dan aplikasi untuk distribusi kunci kuantum. fisik. Rev. A, 88: 012331, Juli 2013. 10.1103/โPhysRevA.88.012331.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.88.012331
[26] Rutvij Bhavsar, Sammy Ragy, dan Roger Colbeck. Perhitungan dan penerapan berbagai entropi von Neumann dalam ekspansi keacakan independen perangkat berbasis CHSH. Maret 2021. URL https://โ/โdoi.org/โ10.48550/โarXiv.2103.07504.
https://โ/โdoi.org/โ10.48550/โarXiv.2103.07504
[27] Philippe H.Eberhard. Tingkat latar belakang dan efisiensi penghitung diperlukan untuk eksperimen Einstein-Podolsky-Rosen yang bebas celah. fisik. Rev. A, 47: R747โR750, Februari 1993. 10.1103/โPhysRevA.47.R747.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.47.R747
[28] Peter Brown. komunikasi pribadi.
[29] Xingjian Zhang, Pei Zeng, Tian Ye, Hoi-Kwong Lo, dan Xiongfeng Ma. Pendekatan komplementaritas kuantum untuk keamanan perangkat-independen. Nov 2021. URL https://โ/โdoi.org/โ10.48550/โarXiv.2111.13855.
https://โ/โdoi.org/โ10.48550/โarXiv.2111.13855
[30] Adam Winick, Norbert Lรผtkenhaus, dan Patrick J. Coles. Tingkat kunci numerik yang andal untuk distribusi kunci kuantum. Quantum, 2: 77, Juli 2018. 10.22331/โq-2018-07-26-77.
https:/โ/โdoi.org/โ10.22331/โq-2018-07-26-77
[31] N.David Mermin. Keterikatan kuantum ekstrem dalam superposisi keadaan yang berbeda secara makroskopis. fisik. Rev. Lett., 65: 1838โ1840, Oktober 1990. 10.1103/โPhysRevLett.65.1838.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.65.1838
[32] Federico Grasselli, Glรกucia Murta, Hermann Kampermann, dan Dagmar Bruร. Batas entropi untuk kriptografi independen perangkat multipartai. PRX Quantum, 2: 010308, Jan 2021. 10.1103/โPRXQuantum.2.010308.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PRXQuantum.2.010308
[33] https://โ/โgithub.com/โMicheleMasini1996/โdiqkd-2input2output.
https://โ/โgithub.com/โMicheleMasini1996/โdiqkd-2input2output
[34] Stefano Pironio, Antonio Acรญn, Serge Massar, Antoine Boyer de La Giroday, Dzmitry N. Matsukevich, Peter Maunz, Steven Olmschenk, David Hayes, Le Luo, T. Andrew Manning, dan Christopher Monroe. Angka acak disertifikasi oleh teorema Bell. Nature, 464: 1021โ1024, Apr 2010. 10.1038/โnature09008.
https: / / doi.org/ 10.1038 / nature09008
[35] Antonio Acรญn, Serge Massar, dan Stefano Pironio. Keacakan versus nonlokalitas dan keterjeratan. fisik. Rev. Lett., 108: 100402, Mar 2012. 10.1103/โPhysRevLett.108.100402.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.108.100402
Dikutip oleh
[1] 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, dan J. -D. Bancal, "Distribusi kunci kuantum eksperimental yang disertifikasi oleh teorema Bell", Alam 607 7920, 682 (2022).
[2] Lewis Wooltorton, Peter Brown, dan Roger Colbeck, โTight Analytic Bound on the Trade-Off antara Device-Independent Randomness and Nonlocalityโ, Review Fisik Surat 129 15, 150403 (2022).
[3] Vรญctor Zapatero, Tim van Leent, Rotem Arnon-Friedman, Wen-Zhao Liu, Qiang Zhang, Harald Weinfurter, dan Marcos Curty, โKemajuan dalam distribusi kunci kuantum independen perangkatโ, arXiv: 2208.12842.
[4] Karol ลukanowski, Maria Balanzรณ-Juandรณ, Mรกtรฉ Farkas, Antonio Acรญn, dan Jan Koลodyลski, โBatas atas pada tingkat kunci dalam distribusi kunci kuantum independen perangkat berdasarkan serangan kombinasi cembungโ, arXiv: 2206.06245.
[5] Federico Grasselli, Glรกucia Murta, Hermann Kampermann, dan Dagmar Bruร, โMeningkatkan kriptografi independen perangkat dengan nonlokalitas tripartitโ, arXiv: 2209.12828.
Kutipan di atas berasal dari SAO / NASA ADS (terakhir berhasil diperbarui, 2022-10-21 02:01:11). 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 2022-10-21 02:01:09).
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.
