Thỏa thuận khóa hội nghị không phụ thuộc vào thiết bị và phi cục bộ nội tại nhiều bên

Thỏa thuận khóa hội nghị không phụ thuộc vào thiết bị và phi cục bộ nội tại nhiều bên

Dấu thời gian: ngày 19 tháng 2023 năm 6 41:XNUMX sáng
Thỏa thuận khóa hội nghị độc lập với thiết bị và phi cục bộ nội tại nhiều bên PlatoBlockchain Data Intelligence. Tìm kiếm dọc. Ái.

Aby Philip1,5, Eneet Kaur2,4, Peter Bierhorst3và Mark M. Wilde1,6

1Viện Vật lý Lý thuyết Hearne, Khoa Vật lý và Thiên văn học, và Trung tâm Tính toán và Công nghệ, Đại học Bang Louisiana, Baton Rouge, Louisiana 70803, Hoa Kỳ
2Viện Máy tính Lượng tử và Khoa Vật lý và Thiên văn, Đại học Waterloo, Waterloo, Ontario N2L 3G1, Canada
3Khoa Toán, Đại học New Orleans, Louisiana 70148, Hoa Kỳ
4Đại học Khoa học Quang học Wyant, Đại học Arizona, Tucson, Arizona 85721, Hoa Kỳ
5Trường Vật lý Ứng dụng và Kỹ thuật, Đại học Cornell, Ithaca, New York 14850, Hoa Kỳ
6Trường Kỹ thuật Điện và Máy tính, Đại học Cornell, Ithaca, New York 14850, Hoa Kỳ

Tìm bài báo này thú vị hay muốn thảo luận? Scite hoặc để lại nhận xét về SciRate.

Tóm tắt

Trong công việc này, chúng tôi giới thiệu phi cục bộ nội tại nhiều bên như một phương pháp để định lượng tài nguyên trong kịch bản nhiều bên của thỏa thuận khóa hội nghị độc lập với thiết bị (DI). Chúng tôi chứng minh rằng tính không cục bộ nội tại nhiều bên là cộng, lồi và đơn điệu trong một lớp các phép toán tự do được gọi là phép toán cục bộ và tính ngẫu nhiên chung. Là một trong những đóng góp kỹ thuật của chúng tôi, chúng tôi thiết lập một quy tắc chuỗi cho hai biến thể của thông tin lẫn nhau nhiều bên, sau đó chúng tôi sử dụng để chứng minh rằng tính phi cục bộ nội tại của nhiều bên là phụ gia. Quy tắc dây chuyền này có thể được quan tâm độc lập trong các ngữ cảnh khác. Tất cả các thuộc tính này của tính phi cục bộ nội tại nhiều bên đều hữu ích trong việc thiết lập kết quả chính của bài báo của chúng tôi: tính không cục bộ nội tại nhiều bên là giới hạn trên đối với tốc độ khóa bí mật trong kịch bản nhiều bên chung của thỏa thuận khóa hội nghị DI. Chúng tôi thảo luận về các ví dụ khác nhau về các giao thức khóa hội nghị DI và so sánh các giới hạn trên của chúng tôi đối với các giao thức này với các giới hạn dưới đã biết. Cuối cùng, chúng tôi tính toán các giới hạn trên đối với các lần thực hiện thử nghiệm gần đây về phân phối khóa lượng tử DI.

► Dữ liệu BibTeX

► Tài liệu tham khảo

[1] Charles H. Bennett và Gilles Brassard. “Mật mã lượng tử: Phân phối khóa công khai và tung đồng xu”. Trong Kỷ yếu của Hội nghị Quốc tế IEEE về Hệ thống Máy tính và Xử lý Tín hiệu, Bangalore, Ấn Độ. Trang 175–179. (1984). arXiv:2003.06557.
https: / / doi.org/ 10.1016 / j.tcs.2014.05.025
arXiv: 2003.06557

[2] Artur K. Ekert. “Mật mã lượng tử dựa trên định lý Bell”. Thư đánh giá vật lý 67, 661–663 (1991).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.67.661

[3] Dominic Mayers. “Bảo mật vô điều kiện trong mật mã lượng tử”. Tạp chí ACM 48, 351–406 (2001). arXiv:quant-ph/​9802025.
https: / / doi.org/ 10.1145 / 382780.382781
arXiv: quant-ph / 9802025

[4] Marco Tomamichel và Renato Renner. “Mối quan hệ bất định đối với entropy trơn”. Thư đánh giá vật lý 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 và Howard M. Wiseman. “Phân phối khóa lượng tử độc lập với thiết bị một phía: Bảo mật, tính khả thi và kết nối với hệ thống lái”. Đánh giá vật lý A 85, 010301 (2012). arXiv:1109.1435.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.85.010301
arXiv: 1109.1435

[6] Dominic Mayers và Andrew. Yao. “Mật mã lượng tử với bộ máy không hoàn hảo”. Trong Kỷ yếu Hội nghị chuyên đề thường niên lần thứ 39 về Cơ sở Khoa học Máy tính (Mã số 98CB36280). Trang 503–509. (1998). arXiv:quant-ph/​9809039.
https: / / doi.org/ 10.1109 / SFCS.1998.743501
arXiv: quant-ph / 9809039

[7] Antonio Acín, Nicolas Brunner, Nicolas Gisin, Serge Massar, Stefano Pironio và Valerio Scarani. “Bảo mật độc lập với thiết bị của mật mã lượng tử chống lại các cuộc tấn công tập thể”. Thư đánh giá vật lý 98, 230501 (2007). arXiv:quant-ph/​0702152.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.98.230501
arXiv: quant-ph / 0702152

[8] Rotem Arnon-Friedman, Frédéric Dupuis, Omar Fawzi, Renato Renner và Thomas Vidick. “Mật mã lượng tử độc lập với thiết bị thực tế thông qua tích lũy entropy”. Truyền thông Tự nhiên 9, 1–11 (2018).
https:/​/​doi.org/​10.1038/​s41467-017-02307-4

[9] Umesh Vazirani và Thomas Vidick. “Phân phối khóa lượng tử hoàn toàn độc lập với thiết bị”. Thư đánh giá vật lý 113, 140501 (2014). arXiv:1210.1810.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.113.140501
arXiv: 1210.1810

[10] Masahiro Takeoka, Saikat Guha và Mark M. Wilde. “Sự cân bằng tỷ lệ tổn thất cơ bản để phân phối khóa lượng tử quang học”. Truyền thông Tự nhiên 5, 1–7 (2014). arXiv:1504.06390.
https: / / doi.org/ 10.1038 / ncomms6235
arXiv: 1504.06390

[11] Eneet Kaur, Mark M. Wilde và Andreas Winter. “Giới hạn cơ bản về tốc độ khóa trong phân phối khóa lượng tử độc lập với thiết bị”. Tạp chí Vật lý mới số 22, 023039 (2020). arXiv:1810.05627.
https://​/​doi.org/​10.1088/​1367-2630/​ab6eaa
arXiv: 1810.05627

[12] Marek Winczewski, Tamoghna Das và Karol Horodecki. “Các hạn chế đối với khóa độc lập của thiết bị bảo mật trước đối thủ không phát tín hiệu thông qua tính năng phi cục bộ bị đè bẹp” (2019). arXiv:1903.12154.
arXiv: 1903.12154

[13] Ueli M. Maurer và Stephan Wolf. “Thỏa thuận khóa an toàn vô điều kiện và thông tin có điều kiện nội tại”. Giao dịch của IEEE về Lý thuyết Thông tin 45, 499–514 (1999).
https: / / doi.org/ 10.1109 / 18.748999

[14] Matthias Christandl và Andreas Winter. ““Sự vướng víu bị đè bẹp”: một biện pháp vướng mắc bổ sung”. Tạp chí Vật lý Toán học 45, 829–840 (2004). arXiv:quant-ph/​0308088.
https: / / doi.org/ 10.1063 / 1.1643788
arXiv: quant-ph / 0308088

[15] Eneet Kaur, Xiaoting Wang và Mark M. Wilde. “Thông tin lẫn nhau có điều kiện và chỉ đạo lượng tử”. Đánh giá vật lý A 96, 022332 (2017). arXiv:1612.03875.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.96.022332
arXiv: 1612.03875

[16] Jérémy Ribeiro, Gláucia Murta và Stephanie Wehner. “Thỏa thuận khóa hội nghị hoàn toàn độc lập với thiết bị”. Đánh giá vật lý 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 và Dagmar Bruß. “Thỏa thuận quan trọng của hội nghị lượng tử: Đánh giá”. Công nghệ lượng tử nâng cao 3, 2000025 (2020). arXiv:2003.10186.
https: / / doi.org/ 10.1002 / qute.202000025
arXiv: 2003.10186

[18] Michael Epping, Hermann Kampermann và Dagmar Bruß. “Mạng lượng tử quy mô lớn dựa trên đồ thị”. Tạp chí Vật lý mới số 18, 053036 (2016). arXiv:1504.06599.
https:/​/​doi.org/​10.1088/​1367-2630/​18/​5/​053036
arXiv: 1504.06599

[19] Satosi Watanabe. “Phân tích lý thuyết thông tin về mối tương quan đa biến”. Tạp chí Nghiên cứu và Phát triển IBM 4, 66–82 (1960).
https: / / doi.org/ 10.1147 / rd.41.0066

[20] Dong Yang, Karol Horodecki, Michal Horodecki, Pawel Horodecki, Jonathan Oppenheim và Wei Song. “Sự vướng víu bị đè bẹp đối với các trạng thái nhiều bên và các biện pháp vướng mắc dựa trên mái lồi hỗn hợp”. Giao dịch của IEEE về Lý thuyết Thông tin 55, 3375–3387 (2009). arXiv:0704.2236.
https: / / doi.org/ 10.1109 / TIT.2009.2021373
arXiv: 0704.2236

[21] David Avis, Patrick Hayden và Ivan Savov. “Nén phân tán và vướng víu bị đè bẹp nhiều bên”. Tạp chí Vật lý A: Toán học và Lý thuyết 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 và Mark M. Wilde. “Giới hạn của quá trình chắt lọc vướng víu và thỏa thuận khóa bí mật cho các kênh phát sóng lượng tử”. Giao dịch của IEEE về Lý thuyết Thông tin 62, 2849–2866 (2016). arXiv:1503.08139.
https: / / doi.org/ 10.1109 / TIT.2016.2544803
arXiv: 1503.08139

[23] Rotem Arnon-Friedman và Felix Leditzky. “Giới hạn trên của tốc độ phân phối khóa lượng tử không phụ thuộc vào thiết bị và phỏng đoán Peres đã được sửa đổi”. Giao dịch của IEEE về Lý thuyết Thông tin 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 và Harald Weinfurter. “Một hệ thống phân phối khóa lượng tử độc lập với thiết bị dành cho người dùng ở xa”. Bản chất 607, 687–691 (2022). lượng-ph:2110.00575.
https: / / doi.org/ 10.1038 / s41586-022-04891-y
arXiv: 2110.00575

[25] René Schwonnek, Koon Tong Goh, Ignatius W Primaatmaja, Ernest YZ Tan, Ramona Wolf, Valerio Scarani và Charles CW Lim. “Phân phối khóa lượng tử độc lập với thiết bị với cơ sở khóa ngẫu nhiên”. Truyền thông Thiên nhiên 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 và Jian-Wei Pan. “Hướng tới một cuộc trình diễn quang tử về phân phối khóa lượng tử độc lập với thiết bị”. Thư đánh giá vật lý 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 và John Preskill. “Các hoạt động lượng tử nhân quả và có thể định vị được”. Đánh giá vật lý A 64, 052309 (2001). arXiv:quant-ph/​0102043.
https: / / doi.org/ 10.1103 / Physreva.64.052309
arXiv: quant-ph / 0102043

[28] Nicolas Brunner, Daniel Cavalcanti, Stefano Pironio, Valerio Scarani và Stephanie Wehner. “Chuông phi định xứ”. Các bài phê bình Vật lý hiện đại 86, 419 (2014). arXiv:1303.2849.
https: / / doi.org/ 10.1103 / revmodphys, 86.419
arXiv: 1303.2849

[29] Kế Lý và Andreas Winter. “Sự vướng víu bị đè bẹp, $mathbf{k}$-khả năng mở rộng, chuỗi Markov lượng tử và bản đồ phục hồi”. Cơ sở Vật lý 48, 910–924 (2018). arXiv:1410.4184.
https:/​/​doi.org/​10.1007/​s10701-018-0143-6
arXiv: 1410.4184

[30] Maksim E.Shirokov. “Giới hạn liên tục thống nhất cho các đặc điểm của hệ thống lượng tử nhiều bên”. Tạp chí Vật lý Toán 62, 092206 (2021). arXiv:2007.00417.
https: / / doi.org/ 10.1063 / 5.0055155
arXiv: 2007.00417

[31] Tế Tôn Hàn. “Cấu trúc phụ thuộc tuyến tính của không gian entropy”. Thông tin và Kiểm soát 29, 337–368 (1975).
https:/​/​doi.org/​10.1016/​s0019-9958(75)80004-0

[32] Tế Tôn Hàn. “Các thước đo entropy không âm của các mối tương quan đối xứng đa biến”. Thông tin và Kiểm soát 36, 133–156 (1978).
https:/​/​doi.org/​10.1016/​s0019-9958(78)90275-9

[33] Dong Yang, Michał Horodecki và ZD Wang. “Một biện pháp vướng víu phụ gia và hoạt động: Sự vướng víu có điều kiện của thông tin lẫn nhau”. Thư đánh giá vật lý 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 và Valerio Scarani. “Phân phối khóa lượng tử độc lập với thiết bị an toàn trước các cuộc tấn công tập thể”. Tạp chí Vật lý mới 11, 045021 (2009). arXiv:0903.4460.
https:/​/​doi.org/​10.1088/​1367-2630/​11/​4/​045021
arXiv: 0903.4460

[35] Timo Holz, Hermann Kampermann và Dagmar Bruß. “Một sự bất bình đẳng Bell nhiều bên thực sự cho thỏa thuận khóa hội nghị độc lập với thiết bị”. Nghiên cứu đánh giá vật lý 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, et al. “Trình diễn thử nghiệm tính phi địa phương ba bên thực sự trong các điều kiện địa phương nghiêm ngặt”. Thư đánh giá vật lý 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 và J.-D. Bancal. “Phân phối khóa lượng tử thử nghiệm được chứng nhận bởi định lý Bell”. Bản chất 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 và Adán Cabello. “Phân phối khóa lượng tử độc lập với thiết bị dựa trên bất đẳng thức Bell với nhiều hơn hai đầu vào và hai đầu ra”. Đánh giá vật lý 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 và Stefano Pironio. “Các định nghĩa về tính phi địa phương đa bên”. Đánh giá vật lý A 88, 014102 (2013). arXiv:1112.2626.
https: / / doi.org/ 10.1103 / Physreva.88.014102
arXiv: 1112.2626

[40] Eneet Kaur, Karol Horodecki và Siddhartha Das. “Giới hạn trên của tốc độ phân phối khóa lượng tử không phụ thuộc vào thiết bị trong các tình huống tĩnh và động”. Đánh giá vật lý Áp dụng 18, 054033 (2021). lượng-ph:2107.06411.
https: / / doi.org/ 10.1103 / Physrevapplied.18.054033
arXiv: 2107.06411

[41] Tony Metger, Yfke Dulek, Andrea Coladangelo và Rotem Arnon-Friedman. “Phân phối khóa lượng tử độc lập với thiết bị từ các giả định tính toán”. Tạp chí Vật lý mới số 23, 123021 (2021).
https://​/​doi.org/​10.1088/​1367-2630/​ac304b

[42] Tony Metger và Thomas Vidick. “Tự kiểm tra một thiết bị lượng tử duy nhất theo các giả định tính toán”. Lượng tử 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 và Mark M. Wilde. “Thỏa thuận khóa hội nghị độc lập với thiết bị và phi cục bộ nội tại” (2021) arXiv:2111.02596v1.
arXiv: 2111.02596v1

[44] Karol Horodecki, Marek Winczewski và Siddhartha Das. “Những hạn chế cơ bản đối với thỏa thuận khóa hội nghị lượng tử độc lập với thiết bị” (2021) arXiv:2111.02467v1.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.105.022604
arXiv: 2111.02467v1

[45] Karol Horodecki, Marek Winczewski và Siddhartha Das. “Những hạn chế cơ bản đối với thỏa thuận khóa hội nghị lượng tử độc lập với thiết bị”. Đánh giá vật lý A 105, 022604 (2022). arXiv:2111.02467.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.105.022604
arXiv: 2111.02467

[46] Itamar Pitowsky. “Phạm vi xác suất lượng tử”. Tạp chí Vật lý Toán học 27, 1556–1565 (1986).
https: / / doi.org/ 10.1063 / 1.527066

[47] Manuel Forster, Severin Winkler và Stefan Wolf. “Chưng cất tính phi địa phương”. Thư đánh giá vật lý 102, 120401 (2009). arXiv:0809.3173.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.102.120401
arXiv: 0809.3173

[48] Manuel Forster và Stefan Wolf. “Các đơn vị lưỡng cực của tính phi địa phương”. Đánh giá vật lý A 84, 042112 (2011). arXiv:0808.0651.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.84.042112
arXiv: 0808.0651

[49] Rodrigo Gallego và Leandro Aolita. “Hệ thống dây điện không định vị và khả năng phân biệt giữa các hộp Chuông”. Đánh giá vật lý A 95, 032118 (2017). arXiv:1611.06932.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.95.032118
arXiv: 1611.06932

Trích dẫn

[1] Karol Horodecki, Marek Winczewski và Siddhartha Das, “Những hạn chế cơ bản đối với thỏa thuận khóa hội nghị lượng tử độc lập với thiết bị”, Đánh giá vật lý A 105 2, 022604 (2022).

Các trích dẫn trên là từ SAO / NASA ADS (cập nhật lần cuối thành công 2023 / 01-21 00:01:07). Danh sách có thể không đầy đủ vì không phải tất cả các nhà xuất bản đều cung cấp dữ liệu trích dẫn phù hợp và đầy đủ.

On Dịch vụ trích dẫn của Crossref không có dữ liệu về các công việc trích dẫn được tìm thấy (lần thử cuối cùng 2023 / 01-21 00:01:04).

Bài viết này được xuất bản trong Lượng tử dưới Creative Commons Ghi công 4.0 Quốc tế (CC BY 4.0) giấy phép. Bản quyền vẫn thuộc về chủ sở hữu bản quyền gốc như các tác giả hoặc tổ chức của họ.

Dấu thời gian:

Thêm từ Tạp chí lượng tử