라운드 로빈 차동 위상 편이 프로토콜의 고차원 인코딩

라운드 로빈 차동 위상 편이 프로토콜의 고차원 인코딩

타임 스탬프 : 14 년 2023 월 6 일 오전 51:XNUMX
라운드 로빈 차동 위상 편이 프로토콜 PlatoBlockchain 데이터 인텔리전스의 고차원 인코딩. 수직 검색. 일체 포함.

미카 스타시우크1,2, 펠릭스 후프나겔3,1, 샤오친 가오3,1, 아론 Z. 골드버그1,3, 프레데릭 부샤르1, 에브라힘 카리미3,1, 카바트 헤샤미1,3

1캐나다 국립 연구 협의회, 100 Sussex Drive, 오타와, 온타리오 K1A 0R6, 캐나다
2캐나다 온타리오 주 N2L3G1 워털루 워털루 대학교 양자 컴퓨팅 연구소 및 물리 천문학과
3양자 기술을 위한 넥서스, 오타와 대학교, 오타와, K1N 6N5, ON, 캐나다

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추상

QKD(양자 키 배포)에서 프로토콜은 높은 키 속도, 높은 잡음 수준에서의 작동 및 실용적인 보안 고려 사항을 포함하여 바람직한 실험 특성을 채택하도록 맞춤화되었습니다. 차동 위상 변이 프로토콜 제품군에 속하는 라운드 로빈 차동 위상 변이 프로토콜(RRDPS)은 신호 교란을 모니터링해야 하는 요구 사항과 같은 보안 분석에 대한 제한 사항을 제거하여 구현의 실용성을 향상시키기 위해 도입되었습니다. RRDPS 프로토콜은 고차원 양자 상태에서 단일 광자의 인코딩을 요구하지만, 선별된 광자당 최대 84비트의 비밀 키만 배포됩니다. 그러나 또 다른 프로토콜 제품군인 고차원(HD) QKD는 인코딩 알파벳을 확장하여 단일 광자가 각각 XNUMX비트 이상의 비밀 키를 전달할 수 있도록 합니다. 고차원 BBXNUMX 프로토콜은 더 큰 키 속도 및 더 높은 잡음 허용 오차와 같은 인코딩 방식의 잠재적 이점을 보여줍니다. 여기서는 RRDPS QKD를 임의로 큰 인코딩 알파벳으로 확장하고 보안 결과를 탐색하는 접근 방식을 고안합니다. 우리는 개념 증명 실험을 통해 새로운 프레임워크를 시연하고 프로토콜 매개변수를 최적화하여 다양한 실험 조건에 적응할 수 있음을 보여줍니다. 우리의 접근 방식은 HD와 DPS QKD의 정보 인코딩에 대한 고유한 접근 방식을 활용하여 겉보기에 호환되지 않는 양자 통신 체계 간의 격차를 해소하는 통찰력을 제공합니다.

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► 참고 문헌

[1] C. H. Bennett 및 G. Brassard, 이론 컴퓨터 과학 560, 7-11 (2014).
https : / /doi.org/ 10.1016 / j.tcs.2014.05.025

[2] V. Scarani, H. Bechmann-Pasquinucci, N. Cerf, M. Dušek, N. Lütkenhaus 및 M. Peev, 현대 물리학 리뷰 81, 1301(2009).
https : / /doi.org/10.1103/ RevModPhys.81.1301

[3] F. Bouchard, R. Fickler, R. Boyd 및 E. Karimi, Science Advances 3, e1601915(2017).
https : / /doi.org/10.1126/sciadv.1601915

[4] F. Xu, X. Ma, Q. Zhang, H. K. Lo 및 J. W. Pan, 현대 물리학 리뷰 92, 025002(2020).
https : / /doi.org/10.1103/ RevModPhys.92.025002

[5] AK Ekert, Physical Review Letters 67, 661(1991).
https : / /doi.org/10.1103/ PhysRevLett.67.661

[6] N. J. Cerf, M. Bourennane, A. Karlsson 및 N. Gisin, Physical Review Letters 88, 127902 (2002).
https : / /doi.org/10.1103/ PhysRevLett.88.127902

[7] H. K. Lo, M. Curty 및 B. Qi, Physical Review Letters 108, 130503(2012).
https : / /doi.org/10.1103/ PhysRevLett.108.130503

[8] M. Lucamarini, Z. L. Yuan, J. F. Dynes 및 A. J. Shields, Nature 557, 400-403 (2018).
https:/​/​doi.org/​10.1038/​s41586-018-0066-6

[9] T. Sasaki, Y. Yamamoto 및 M. Koashi, Nature 509, 475-478 (2014).
https : / /doi.org/ 10.1038 / nature13303

[10] A. Mizutani, N. Imoto 및 K. Tamaki, 물리적 검토 A 92, 060303(R) (2015).
https : / /doi.org/10.1103/ PhysRevA.92.060303

[11] Z. Q. Yin, S. Wang, W. Chen, Y. G. Han, R. Wang, G. C. Guo 및 Z. F. Han, Nature Communications 9, 457 (2018).
https : / /doi.org/ 10.1038 / s41467-017-02211-x

[12] T. Matsuura, T. Sasaki 및 M. Koashi, 물리적 검토 A 99, 042303(2019).
https : / /doi.org/10.1103/ PhysRevA.99.042303

[13] Y.-G. Shan, Z.-Q. Yin, H. Liu, S. Wang, W. Chen, D.-Y. 그, G.-C. Guo, Z.-F. 한, Physical Review A 105, 032441 (2022).
https : / /doi.org/10.1103/ PhysRevA.105.032441

[14] H. Takesue, T. Sasaki, K. Tamaki 및 M. Koashi, Nature Photonics 9, 827-831 (2015).
https : / /doi.org/ 10.1038 / nphoton.2015.173

[15] S. Wang, Z. Q. Yin, W. Chen, D. Y. He, X. T. Song, H. W. Li, L. J. Zhang, Z. Zhou, G. C. Guo 및 Z. F. Han, Nature Photonics 9, 832-836 (2015).
https : / /doi.org/ 10.1038 / nphoton.2015.209

[16] J. Y. Guan, Z. Cao, Y. Liu, G. L. Shen-Tu, J. S. Pelc, M. M. Fejer, C.-Z. Peng, X. Ma, Q. Zhang 및 J.-W. Pan, Physical Review Letters 114, 180502(2015).
https : / /doi.org/10.1103/ PhysRevLett.114.180502

[17] Y. H. Li, Y. Cao, H. Dai, J. Lin, Z. Zhang, W. Chen, Y. Xu, J.-Y. 관, S.-K. Liao, J. Yin, Q. Zhang, X. Ma, C.-Z. Peng, J.-W. Pan, Physical Review A 93, 030302(R) (2016).
https : / /doi.org/10.1103/ PhysRevA.93.030302

[18] Q. P. Mao, L. Wang, S. M. Zhao, Scientific Reports 7, 15435(2017).
https:/​/​doi.org/​10.1038/​s41598-017-15777-9

[19] K. Wang, I. Vagniluca, J. Zhang, S. Forchhammer, A. Zavatta, J. B. Christensen 및 D. Bacco, Physical Review Applied 15, 044017(2021).
https : / /doi.org/10.1103/ PhysRevApplied.15.044017

[20] F. Bouchard, A. Sit, K. Heshami, R. Fickler 및 E. Karimi, 물리적 검토 A 98, 010301(R) (2018).
https : / /doi.org/10.1103/ PhysRevA.98.010301

[21] G. M. Nikolopoulos, K. S. Ranade 및 G. Alber, Physical Review A 73, 032325 (2006).
https : / /doi.org/10.1103/ PhysRevA.73.032325

[22] J. Mower, Z. Zhang, P. Desjardins, C. Lee, J. H. Shapiro 및 D. Englund, Physical Review A 87, 062322 (2013).
https : / /doi.org/10.1103/ PhysRevA.87.062322

[23] D. Bunandar, Z. Zhang, J. H. Shapiro 및 D. R. Englund, Physical Review A 91, 022336 (2015).
https : / /doi.org/10.1103/ PhysRevA.91.022336

[24] Y. Ding, D. Bacco, K. Dalgaard, X. Cai, X. Zhou, K. Rottwitt 및 L. K. Oxenløwe, npj Quantum Information 3, 25 (2017).
https:/​/​doi.org/​10.1038/​s41534-017-0026-2

[25] N. T. Islam, C. C. W. Lim, C. Cahall, J. Kim 및 D. J. Gauthier, Science Advances 3, e1701491(2017).
https : / /doi.org/10.1126/sciadv.1701491

[26] F. Bouchard, K. Heshami, D. England, R. Fickler, R. W. Boyd, B. G. Englet, L. L. Sánchez-Soto 및 E. Karimi, Quantum 2, 111 (2018).
https:/​/​doi.org/​10.22331/​q-2018-12-04-111

[27] S. Ecker, F. Bouchard, L. Bulla, F. Brandt, O. Kohout, F. Steinlechner, R. Fickler, M. Malik, Y. Guryanova, R. Ursin 및 M. Huber, 실제 검토 X 9, 041042(2019).
https : / /doi.org/10.1103/ PhysRevX.9.041042

[28] I. Vagniluca, B. Da Lio, D. Rusca, D. Cozzolino, Y. Ding, H. Zbinden, A. Zavatta, L. K. Oxenløwe 및 D Bacco, Physical Review Applied 14, 014051(2020).
https : / /doi.org/10.1103/ PhysRevApplied.14.014051

[29] B. Da Lio, D. Cozzolino, N. Biagi, Y. Ding, K. Rottwitt, A. Zavatta, D. Bacco 및 L. K. Oxenløwe, npj 양자 정보 7, 63(2021).
https : / /doi.org/ 10.1038 / s41534-021-00398-y

[30] F. Bouchard, D. England, P. J. Bustard, K. L. Fenwick, E. Karimi, K. Heshami 및 B. Sussman, Physical Review Applied 15, 024027(2021).
https : / /doi.org/10.1103/ PhysRevApplied.15.024027

[31] J. S. Sidhu, T. Brougham, D. McArthur, R. G. Pousa 및 D. K. L. Oi, 양자 기술: 활성화 과학의 상용화 추진 II 11881, 1188106(2021).
https : / /doi.org/ 10.1117 / 12.2599044

[32] M. Gündoğan, T. Jennewein, F. K. Asadi, E. Da Ros 등, arXiv:2111.09595 (2021).
https://​/​doi.org/​10.48550/​arXiv.2111.09595
arXiv : 2111.09595

[33] C. Y. Lu, Y. Cao, C. Z. Peng 및 J. W. Pan, 현대 물리학 리뷰 94, 035001(2022).
https : / /doi.org/10.1103/ RevModPhys.94.035001

[34] J. S. Sidhu, T. Brougham, D. McArthur, R. G. Pousa 및 D. K. L. Oi, 양자 컴퓨팅, 통신 및 시뮬레이션 III 12446, 129–137(2023).
https : / /doi.org/ 10.1117 / 12.2651549

[35] T. Islam, J. S. Sidhu, B. L. Higgins, T. Brougham, T. Vergoossen, D. K. L. Oi, T. Jennewein 및 A. Ling, arXiv:2204.12509(2022).
https://​/​doi.org/​10.48550/​arXiv.2204.12509
arXiv : 2204.12509

[36] T. Brougham, S. M. Barnett, K. T. McCusker, P. G. Kwiat 및 D. J. Gauthier, Journal of Physics B: Atomic, Molecular and Optical Physics 46, 104010 (2013).
https:/​/​doi.org/​10.1088/​0953-4075/​46/​10/​104010

[37] A Sit, F Bouchard, R Fickler, J Gagnon-Bischoff, H. Larocque, K. Heshami, D. Elser, C. Peuntinger, K. Günthner, B. Heim, C. Marquardt, G. Leuchs, R. W. Boyd 및 E. Karimi, Optica 4, 1006-1010 (2017).
https : / /doi.org/ 10.1364 / OPTICA.4.001006

[38] F. Bouchard, A. Sit, F. Hufnagel, A. Abbas, Y. Zhang, K. Heshami, R. Fickler, C. Marquardt, G. Leuchs, R. W. Boyd 및 E. Karimi, Optics Express 26, 22563– 22573(2018).
https : / /doi.org/ 10.1364 / OE.26.022563

[39] A. Sit, R. Fickler, F. Alsaiari, F. Bouchard, H. Larocque, P. Gregg, L. Yan, R. W. Boyd, S. Ramachandran 및 E. Karimi, Optics Letters 43, 4108-4111 (2018) .
https : / /doi.org/ 10.1364 / OL.43.004108

[40] F. Hufnagel, A. Sit, F. Grenapin, F. Bouchard, K. Heshami, D. England, Y. Zhang, B. J. Sussman, R. W. Boyd, G. Leuchs 및 E. Karimi, Optics Express 27, 26346–26354 ( 2019).
https : / /doi.org/ 10.1364 / OE.27.026346

[41] F. Bouchard, F. Hufnagel, D. Koutny, A. Abbas, A. Sit, K. Heshami, R. Fickler 및 E. Karimi, Quantum 3, 138 (2019).
https:/​/​doi.org/​10.22331/​q-2019-05-06-138

[42] F. Hufnagel, A. Sit, F. Bouchard, Y. Zhang, D. England, K. Heshami, B. J. Sussman 및 E. Karimi, New Journal of Physics 22, 093074 (2020).
https : / / doi.org/ 10.1088 / 1367-2630 / abb688

[43] E. Bolduc, N. Bent, E. Santamato, E. Karimi 및 R. W. Boyd, Optics Letters 38, 3546–3549 (2013).
https : / /doi.org/ 10.1364 / OL.38.003546

[44] F. Bouchard, N. H. Valencia, F. Brandt, R. Fickler, M. Huber 및 M. Malik, Optics Express 26, 31925-31941(2018).
https : / /doi.org/ 10.1364 / OE.26.031925

[45] F. Bouchard, D. England, P. J. Bustard, K. Heshami 및 B. Sussman, PRX Quantum 3, 010332(2022).
https : / / doi.org/ 10.1103 / PRXQuantum.3.010332

[46] F. Bouchard, K. Bonsma-Fisher, K. Heshami, P. J. Bustard, D. England 및 B. Sussman, Physical Review A 107, 022618(2023).
https : / /doi.org/10.1103/ PhysRevA.107.022618

[47] J. S. Sidhu, S. Izumi, J. S. Neergaard-Nielsen, C. Lupo 및 U. L. Andersen, PRX Quantum 2, 010332(2021).
https : / / doi.org/ 10.1103 / PRXQuantum.2.010332

[48] S. Izumi, J. S. Neergaard-Nielsen 및 U. L. Andersen, PRX Quantum 2, 020305(2021).
https : / / doi.org/ 10.1103 / PRXQuantum.2.020305

[49] J. S. Sidhu, M. S. Bullock, S. Guha 및 C. Lupo, Quantum 7, 1025 (2023).
https:/​/​doi.org/​10.22331/​q-2023-05-31-1025

인용

[1] Frank Schmidt, Daniel Miller 및 Peter van Loock, "GKP 큐디트를 사용한 오류 수정 양자 중계기", arXiv : 2303.16034, (2023).

위의 인용은 SAO / NASA ADS (마지막으로 성공적으로 업데이트 됨 2023-12-14 11:54:09). 모든 출판사가 적절하고 완전한 인용 데이터를 제공하지는 않기 때문에 목록이 불완전 할 수 있습니다.

가져올 수 없습니다 Crossref 인용 자료 마지막 시도 중 2023-12-14 11:54:07 : Crossref에서 10.22331 / q-2023-12-14-1207에 대한 인용 데이터를 가져올 수 없습니다. DOI가 최근에 등록 된 경우 이는 정상입니다.

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