Çok Taraflı Kendiliğinden Yerel Olmayan ve Cihazdan Bağımsız Konferans Anahtar Anlaşması

Çok Taraflı Kendiliğinden Yerel Olmayan ve Cihazdan Bağımsız Konferans Anahtar Anlaşması

Zaman Damgası: 19 Ocak 2023 6:41
Çok Parçalı İçsel Yerel Olmayan ve Cihazdan Bağımsız Konferans Anahtar Anlaşması PlatoBlockchain Veri Zekası. Dikey Arama. Ai.

Abi Philip1,5, Eneet Kaur2,4Peter Bierhorst3ve Mark M. Wilde1,6

1Hearne Teorik Fizik Enstitüsü, Fizik ve Astronomi Bölümü ve Hesaplama ve Teknoloji Merkezi, Louisiana Eyalet Üniversitesi, Baton Rouge, Louisiana 70803, ABD
2Kuantum Bilgi İşlem Enstitüsü ve Fizik ve Astronomi Bölümü, Waterloo Üniversitesi, Waterloo, Ontario N2L 3G1, Kanada
3Matematik Bölümü, New Orleans Üniversitesi, Louisiana 70148, ABD
4Wyant Optik Bilimler Fakültesi, Arizona Üniversitesi, Tucson, Arizona 85721, ABD
5Uygulamalı ve Mühendislik Fiziği Okulu, Cornell Üniversitesi, Ithaca, New York 14850, ABD
6Elektrik ve Bilgisayar Mühendisliği Okulu, Cornell Üniversitesi, Ithaca, New York 14850, ABD

Bu makaleyi ilginç mi buldunuz yoksa tartışmak mı istiyorsunuz? SciRate'e çığlık at veya yorum bırak.

Özet

Bu çalışmada, cihazdan bağımsız (DI) konferans anahtarı anlaşmasının çok parçalı senaryosunda kaynakları ölçmek için çok parçalı içsel yerel olmayışı bir yöntem olarak tanıtıyoruz. Çok parçalı içsel yerelsizliğin, yerel işlemler ve ortak rastgelelik olarak adlandırılan bir serbest işlemler sınıfı altında toplamsal, dışbükey ve monoton olduğunu kanıtlıyoruz. Teknik katkılarımızdan biri olarak, çok parçalı karşılıklı bilginin iki çeşidi için bir zincir kuralı oluşturuyoruz ve bunu daha sonra çok parçalı içsel yerel olmayışın toplamsal olduğunu kanıtlamak için kullanıyoruz. Bu zincir kuralı diğer bağlamlarda bağımsız olarak ilgi çekici olabilir. Çok parçalı içsel yerel olmamanın tüm bu özellikleri, makalemizin ana sonucunu belirlemede yardımcıdır: çok parçalı içsel yerel olmama, DI konferansı anahtar anlaşmasının genel çok parçalı senaryosunda gizli anahtar oranının bir üst sınırıdır. DI konferans anahtar protokollerinin çeşitli örneklerini tartışıyoruz ve bu protokoller için üst sınırlarımızı bilinen alt sınırlarla karşılaştırıyoruz. Son olarak, DI kuantum anahtar dağılımının son deneysel gerçekleşmelerine ilişkin üst sınırları hesaplıyoruz.

► BibTeX verileri

► Referanslar

[1] Charles H. Bennett ve Gilles Brassard. “Kuantum kriptografisi: Açık anahtar dağıtımı ve yazı tura atma”. IEEE Uluslararası Bilgisayar Sistemleri ve Sinyal İşleme Konferansı Bildirileri, Bangalore, Hindistan. Sayfa 175–179. (1984). arXiv:2003.06557.
https: / / doi.org/ 10.1016 / j.tcs.2014.05.025
arXiv: 2003.06557

[2] Artur K. Ekert. “Bell teoremine dayalı kuantum kriptografisi”. Fiziksel İnceleme Mektupları 67, 661–663 (1991).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.67.661

[3] Dominic Mayers. “Kuantum kriptografisinde koşulsuz güvenlik”. ACM Dergisi 48, 351–406 (2001). arXiv:quant-ph/​9802025.
https: / / doi.org/ 10.1145 / 382780.382781
arXiv: kuant-ph / 9802025

[4] Marco Tomamichel ve Renato Renner. "Düzgün entropiler için belirsizlik ilişkisi". Fiziksel İnceleme Mektupları 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 ve Howard M. Wiseman. "Tek taraflı cihazdan bağımsız kuantum anahtar dağıtımı: Güvenlik, fizibilite ve yönlendirmeyle bağlantı". Fiziksel İnceleme A 85, 010301 (2012). arXiv:1109.1435.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.85.010301
arXiv: 1109.1435

[6] Dominic Mayers ve Andrew. Yao. "Kusursuz cihazla kuantum kriptografisi". Bildiri Kitaplarında 39. Yıllık Bilgisayar Biliminin Temelleri Sempozyumu (Kat. No.98CB36280). Sayfalar 503–509. (1998). arXiv:quant-ph/​9809039.
https: / / doi.org/ 10.1109 / SFCS.1998.743501
arXiv: kuant-ph / 9809039

[7] Antonio Acín, Nicolas Brunner, Nicolas Gisin, Serge Massar, Stefano Pironio ve Valerio Scarani. “Toplu saldırılara karşı kuantum kriptografinin cihazdan bağımsız güvenliği”. Fiziksel İnceleme Mektupları 98, 230501 (2007). arXiv:quant-ph/​0702152.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.98.230501
arXiv: kuant-ph / 0702152

[8] Rotem Arnon-Friedman, Frédéric Dupuis, Omar Fawzi, Renato Renner ve Thomas Vidick. "Entropi birikimi yoluyla pratik cihazdan bağımsız kuantum kriptografisi". Nature Communications 9, 1–11 (2018).
https:/​/​doi.org/​10.1038/​s41467-017-02307-4

[9] Umesh Vazirani ve Thomas Vidick. “Tamamen cihazdan bağımsız kuantum anahtar dağıtımı”. Fiziksel İnceleme Mektupları 113, 140501 (2014). arXiv:1210.1810.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.113.140501
arXiv: 1210.1810

[10] Masahiro Takeoka, Saikat Guha ve Mark M. Wilde. "Optik kuantum anahtar dağıtımı için temel hız kaybı değişimi". Nature Communications 5, 1–7 (2014). arXiv:1504.06390.
https: / / doi.org/ 10.1038 / ncomms6235
arXiv: 1504.06390

[11] Eneet Kaur, Mark M. Wilde ve Andreas Winter. "Cihazdan bağımsız kuantum anahtar dağıtımında anahtar oranlarına ilişkin temel sınırlar". Yeni Fizik Dergisi 22, 023039 (2020). arXiv:1810.05627.
https: / / doi.org/ 10.1088 / 1367-2630 / ab6eaa
arXiv: 1810.05627

[12] Marek Winczewski, Tamoghna Das ve Karol Horodecki. "Yerel olmayanlığın ezilmesi yoluyla sinyal göndermeyen düşmanlara karşı cihazdan bağımsız anahtar güvenliğine ilişkin sınırlamalar" (2019). arXiv:1903.12154.
arXiv: 1903.12154

[13] Ueli M. Maurer ve Stephan Wolf. “Koşulsuz olarak güvenli anahtar anlaşması ve içsel koşullu bilgi”. Bilgi Teorisi Üzerine IEEE İşlemleri 45, 499–514 (1999).
https: / / doi.org/ 10.1109 / 18.748999

[14] Matthias Christandl ve Andreas Winter. ““Sıkıştırılmış dolaşma”: ilave bir dolaşma ölçüsü”. Matematiksel Fizik Dergisi 45, 829–840 (2004). arXiv:quant-ph/​0308088.
https: / / doi.org/ 10.1063 / 1.1643788
arXiv: kuant-ph / 0308088

[15] Eneet Kaur, Xiaoting Wang ve Mark M. Wilde. "Koşullu karşılıklı bilgi ve kuantum yönlendirme". Fiziksel İnceleme A 96, 022332 (2017). arXiv:1612.03875.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.96.022332
arXiv: 1612.03875

[16] Jérémy Ribeiro, Gláucia Murta ve Stephanie Wehner. “Tamamen cihazdan bağımsız konferans anahtarı sözleşmesi”. Fiziksel İnceleme A 97, 022307 (2018). arXiv:1708.00798.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.97.022307
arXiv: 1708.00798

[17] Gláucia Murta, Federico Grasselli, Hermann Kampermann ve Dagmar Bruß. “Kuantum konferansı temel anlaşması: Bir inceleme”. Gelişmiş Kuantum Teknolojileri 3, 2000025 (2020). arXiv:2003.10186.
https: / / doi.org/ 10.1002 / qute.202000025
arXiv: 2003.10186

[18] Michael Epping, Hermann Kampermann ve Dagmar Bruß. “Grafiklere dayalı büyük ölçekli kuantum ağları”. Yeni Fizik Dergisi 18, 053036 (2016). arXiv:1504.06599.
https:/​/​doi.org/​10.1088/​1367-2630/​18/​5/​053036
arXiv: 1504.06599

[19] Satosi Watanabe. “Çok değişkenli korelasyonun bilgi teorik analizi”. IBM Araştırma ve Geliştirme Dergisi 4, 66–82 (1960).
https: / / doi.org/ 10.1147 / rd.41.0066

[20] Dong Yang, Karol Horodecki, Michal Horodecki, Pawel Horodecki, Jonathan Oppenheim ve Wei Song. "Çok parçalı durumlar için ezilmiş dolaşma ve karışık dışbükey çatıya dayalı dolaşma önlemleri". Bilgi Teorisi Üzerine IEEE İşlemleri 55, 3375–3387 (2009). arXiv:0704.2236.
https: / / doi.org/ 10.1109 / TIT.2009.2021373
arXiv: 0704.2236

[21] David Avis, Patrick Hayden ve Ivan Savov. “Dağıtılmış sıkıştırma ve çok partili ezilmiş dolaşma”. Journal of Physics A: Matematiksel ve Teorik 41, 115301 (2008). arXiv:0707.2792.
https:/​/​doi.org/​10.1088/​1751-8113/​41/​11/​115301
arXiv: 0707.2792

[22] Kaushik P. Seshadreesan, Masahiro Takeoka ve Mark M. Wilde. "Kuantum yayın kanalları için dolaşma damıtma ve gizli anahtar anlaşmasının sınırları". Bilgi Teorisi Üzerine IEEE İşlemleri 62, 2849–2866 (2016). arXiv:1503.08139.
https: / / doi.org/ 10.1109 / TIT.2016.2544803
arXiv: 1503.08139

[23] Rotem Arnon-Friedman ve Felix Leditzky. "Cihazdan bağımsız kuantum anahtar dağıtım oranlarına ilişkin üst sınırlar ve revize edilmiş bir Peres varsayımı". Bilgi Teorisi Üzerine IEEE İşlemleri 67, 6606–6618 (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, René Schwonnek, Florian Fertig, Sebastian Eppelt, Wenjamin Rosenfeld, Valerio Scarani, Charles C.-W. Lim ve Harald Weinfurter. "Uzak kullanıcılar için cihazdan bağımsız bir kuantum anahtar dağıtım sistemi". Doğa 607, 687–691 (2022). miktar-ph:2110.00575.
HTTPS: / / doi.org/ 10.1038 / s41586-022-04891-il
arXiv: 2110.00575

[25] René Schwonnek, Koon Tong Goh, Ignatius W Primaatmaja, Ernest YZ Tan, Ramona Wolf, Valerio Scarani ve Charles CW Lim. "Rastgele anahtar esasına göre cihazdan bağımsız kuantum anahtar dağıtımı". Nature Communications 12, 1–8 (2021).
https:/​/​doi.org/​10.1038/​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 ve Jian-Wei Pan. "Cihazdan bağımsız kuantum anahtar dağıtımının fotonik gösterimine doğru". Fiziksel İnceleme Mektupları 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 ve John Preskill. “Nedensel ve yerelleştirilebilir kuantum işlemleri”. Fiziksel İnceleme A 64, 052309 (2001). arXiv:quant-ph/​0102043.
https: / / doi.org/ 10.1103 / physreva.64.052309
arXiv: kuant-ph / 0102043

[28] Nicolas Brunner, Daniel Cavalcanti, Stefano Pironio, Valerio Scarani ve Stephanie Wehner. “Çan yerelsizliği”. Modern Fizik İncelemeleri 86, 419 (2014). arXiv:1303.2849.
https: / / doi.org/ 10.1103 / revmodphys.86.419
arXiv: 1303.2849

[29] Ke Li ve Andreas Winter. "Ezilmiş dolaşıklık, $mathbf{k}$-genişletilebilirlik, kuantum Markov zincirleri ve kurtarma haritaları". Fiziğin Temelleri 48, 910–924 (2018). arXiv:1410.4184.
https:/​/​doi.org/​10.1007/​s10701-018-0143-6
arXiv: 1410.4184

[30] Maksim E. Shirokov. "Çok parçalı kuantum sistemlerinin özellikleri için tekdüze süreklilik sınırları". Matematiksel Fizik Dergisi 62, 092206 (2021). arXiv:2007.00417.
https: / / doi.org/ 10.1063 / 5.0055155
arXiv: 2007.00417

[31] Te Sun Han. “Entropi uzayının doğrusal bağımlılık yapısı”. Bilgi ve Kontrol 29, 337–368 (1975).
https:/​/​doi.org/​10.1016/​s0019-9958(75)80004-0

[32] Te Sun Han. "Çok değişkenli simetrik korelasyonların negatif olmayan entropi ölçümleri". Bilgi ve Kontrol 36, 133–156 (1978).
https:/​/​doi.org/​10.1016/​s0019-9958(78)90275-9

[33] Dong Yang, Michał Horodecki ve ZD Wang. "Bir ek ve operasyonel dolaşıklık ölçüsü: Karşılıklı bilgilerin koşullu dolaşıklığı". Fiziksel İnceleme Mektupları 101, 140501 (2008). arXiv:0804.3683.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.101.140501
arXiv: 0804.3683

[34] Stefano Pironio, Antonio Acín, Nicolas Brunner, Nicolas Gisin, Serge Massar ve Valerio Scarani. “Toplu saldırılara karşı güvenli, cihazdan bağımsız kuantum anahtar dağıtımı”. Yeni Fizik Dergisi 11, 045021 (2009). arXiv:0903.4460.
https:/​/​doi.org/​10.1088/​1367-2630/​11/​4/​045021
arXiv: 0903.4460

[35] Timo Holz, Hermann Kampermann ve Dagmar Bruß. "Cihazdan bağımsız konferans anahtarı anlaşması için gerçek bir çok parçalı Bell eşitsizliği". Fiziksel İnceleme Araştırması 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 ve diğerleri. “Sıkı yerellik koşulları altında gerçek üçlü yerelsizliğin deneysel olarak gösterilmesi”. Fiziksel İnceleme Mektupları 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 ve J.-D. Bancal. “Bell teoremi ile onaylanmış deneysel kuantum anahtar dağıtımı”. Doğa 607, 682–686 (2022). arXiv:2109.14600.
https:/​/​doi.org/​10.1038/​s41586-022-04941-5
arXiv: 2109.14600

[38] Junior R. Gonzales-Ureta, Ana Predojević ve Adán Cabello. “İkiden fazla girişi ve iki çıkışı olan Bell eşitsizliklerine dayanan cihazdan bağımsız kuantum anahtar dağıtımı”. Fiziksel İnceleme 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 ve Stefano Pironio. “Çok parçalı yerelsizliğin tanımları”. Fiziksel İnceleme A 88, 014102 (2013). arXiv:1112.2626.
https: / / doi.org/ 10.1103 / physreva.88.014102
arXiv: 1112.2626

[40] Eneet Kaur, Karol Horodecki ve Siddhartha Das. "Statik ve dinamik senaryolarda cihazdan bağımsız kuantum anahtar dağıtım oranlarının üst sınırları". Fiziksel İnceleme Başvurusu 18, 054033 (2021). miktar-ph:2107.06411.
https: / / doi.org/ 10.1103 / physrevapplied.18.054033
arXiv: 2107.06411

[41] Tony Metger, Yfke Dulek, Andrea Coladangelo ve Rotem Arnon-Friedman. "Hesaplamalı varsayımlardan cihazdan bağımsız kuantum anahtar dağıtımı". Yeni Fizik Dergisi 23, 123021 (2021).
https://​/doi.org/​10.1088/​1367-2630/​ac304b

[42] Tony Metger ve Thomas Vidick. “Hesaplamalı varsayımlar altında tek bir kuantum cihazının kendi kendini test etmesi”. Kuantum 5, 544 (2021). arXiv:2001.09161.
https:/​/​doi.org/​10.22331/​q-2021-09-16-544
arXiv: 2001.09161

[43] Aby Philip, Eneet Kaur, Peter Bierhorst ve Mark M. Wilde. “İçsel yerellik dışı ve cihazdan bağımsız konferans anahtarı sözleşmesi” (2021) arXiv:2111.02596v1.
arXiv: 2111.02596v1

[44] Karol Horodecki, Marek Winczewski ve Siddhartha Das. “Cihazdan bağımsız kuantum konferansı anahtar sözleşmesine ilişkin temel sınırlamalar” (2021) arXiv:2111.02467v1.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.105.022604
arXiv: 2111.02467v1

[45] Karol Horodecki, Marek Winczewski ve Siddhartha Das. "Cihazdan bağımsız kuantum konferansı anahtar anlaşmasına ilişkin temel sınırlamalar". Fiziksel İnceleme A 105, 022604 (2022). arXiv:2111.02467.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.105.022604
arXiv: 2111.02467

[46] Itamar Pitowsky. “Kuantum olasılık aralığı”. Matematiksel Fizik Dergisi 27, 1556–1565 (1986).
https: / / doi.org/ 10.1063 / 1.527066

[47] Manuel Forster, Severin Winkler ve Stefan Wolf. “Yerelsizliğin damıtılması”. Fiziksel İnceleme Mektupları 102, 120401 (2009). arXiv:0809.3173.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.102.120401
arXiv: 0809.3173

[48] Manuel Forster ve Stefan Wolf. “Yerel olmayanlığın iki parçalı birimleri”. Fiziksel İnceleme A 84, 042112 (2011). arXiv:0808.0651.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.84.042112
arXiv: 0808.0651

[49] Rodrigo Gallego ve Leandro Aolita. “Yersizlikten bağımsız kablolamalar ve Bell kutuları arasındaki ayırt edilebilirlik”. Fiziksel İnceleme A 95, 032118 (2017). arXiv:1611.06932.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.95.032118
arXiv: 1611.06932

Alıntılama

[1] Karol Horodecki, Marek Winczewski ve Siddhartha Das, "Cihazdan bağımsız kuantum konferansı anahtar sözleşmesine ilişkin temel sınırlamalar", Fiziksel İnceleme A 105 2, 022604 (2022).

Yukarıdaki alıntılar SAO / NASA REKLAMLARI (son başarıyla 2023-01-21 00:01:07) güncellendi. Tüm yayıncılar uygun ve eksiksiz alıntı verisi sağlamadığından liste eksik olabilir.

On Crossref'in alıntı yaptığı hizmet alıntı yapma çalışmaları ile ilgili veri bulunamadı (son deneme 2023-01-21 00:01:04).

Bu Makale, Quantum'da Creative Commons Atıf 4.0 Uluslararası (CC BY 4.0) lisans. Telif hakkı, yazarlar veya kurumları gibi orijinal telif hakkı sahiplerine aittir.

Zaman Damgası:

Den fazla Kuantum Günlüğü