循环差分相移协议中的高维编码

循环差分相移协议中的高维编码

循环差分相移协议 PlatoBlockchain 数据智能中的高维编码。垂直搜索。人工智能。

米卡·斯塔修克1,2, 菲利克斯·赫夫纳格尔3,1,高晓芹3,1, 亚伦·Z·戈德堡1,3, 弗雷德里克·布沙尔1, 易卜拉欣·卡里米3,1, 和 Khabat Heshami1,3

1加拿大国家研究委员会,100 Sussex Drive, Ottawa, Ontario K1A 0R6, Canada
2滑铁卢大学量子计算研究所及物理与天文学系,N2L3G1 滑铁卢,安大略省,加拿大
3量子技术联系中心,渥太华大学,渥太华,K1N 6N5,ON,加拿大

觉得本文有趣或想讨论? 在SciRate上发表评论或发表评论.

抽象

在量子密钥分发(QKD)中,协议经过定制以采用所需的实验属性,包括高密钥速率、高噪声水平下的操作以及实际的安全考虑。循环差分相移协议(RRDPS)属于差分相移协议家族,其引入是为了消除安全分析的限制,例如监控信号干扰的要求,提高其实现的实用性。虽然 RRDPS 协议要求对高维量子态的单光子进行编码,但每个筛选的光子最多只分配一位密钥。然而,另一系列协议,即高维 (HD) QKD,扩大了编码字母表,允许单个光子各自携带多于一位的密钥。高维 BB84 协议体现了这种编码方案的潜在优势,例如更大的密钥速率和更高的噪声容限。在这里,我们设计了一种方法将 RRDPS QKD 扩展到任意大的编码字母表并探讨安全后果。我们通过概念验证实验展示了我们的新框架,并表明它可以通过优化协议参数来适应各种实验条件。我们的方法通过利用 HD 和 DPS QKD 信息编码的独特方法,提供了弥合看似不兼容的量子通信方案之间差距的见解。

►BibTeX数据

►参考

[1] C. H. Bennett 和 G. Brassard,理论计算机科学 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 和 M. Peev,《现代物理学评论》81, 1301 (2009)。
https:/ / doi.org/ 10.1103 / RevModPhys.81.1301

[3] F. Bouchard、R. Fickler、R. Boyd 和 E. Karimi,科学进展 3,e1601915 (2017)。
https:/ / doi.org/ 10.1126 / sciadv.1601915

[4] 徐锋,马晓,张强,罗鸿坤,潘建伟,现代物理学评论 92, 025002 (2020)。
https:/ / doi.org/ 10.1103 / RevModPhys.92.025002

[5] A. K. Ekert,《物理评论快报》67, 661 (1991)。
https:/ / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.67.661

[6] N. J. Cerf、M. Bouurennane、A. Karlsson 和 N. Gisin,《物理评论快报》88, 127902 (2002)。
https:/ / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.88.127902

[7] H. K. Lo、M. Curty 和 B. Qi,物理评论快报 108, 130503 (2012)。
https:/ / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.108.130503

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

[9] T. Sasaki、Y. Yamamoto 和 M. Koashi,《自然》509, 475-478 (2014)。
https:/ / doi.org/10.1038/nature13303

[10] A. Mizutani、N. Imoto 和 K. Tamaki,物理评论 A 92, 060303(R) (2015)。
https:/ / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.92.060303

[11] 尹Z. Q.,王S.王,W.陈,Y.G.韩,R.王,G.C.郭,和Z.F.韩,自然通讯9, 457 (2018)。
https:///doi.org/10.1038/s41467-017-02211-x

[12] T. Matsuura、T. Sasaki 和 M. Koashi,物理评论 A 99, 042303 (2019)。
https:/ / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.99.042303

[13] Y.-G。单,Z.-Q。尹,刘,S.王,W.陈,D.-Y。他,G.-C。郭,和Z.-F。韩,物理评论 A 105, 032441 (2022)。
https:/ / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.105.032441

[14] H. Takesue、T. Sasaki、K. Tamaki 和 M. Koashi,《自然光子学》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, and Z. F. Han, Nature Photonics 9, 832-836 (2015).
https:///doi.org/10.1038/nphoton.2015.209

[16] J. Y. 关,Z. 曹,Y. 刘,G. L. 申屠,J. S. Pelc,M. M. Fejer,C.-Z.彭,X. Ma,Q. 张,J.-W.潘,物理评论快报 114, 180502 (2015)。
https:/ / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.114.180502

[17] 李 Y. H.,Y. 曹,H. 戴,J. 林,Z. 张,W. 陈,Y. 徐,J.-Y。关,S.-K。廖J.尹,Q.张,X.马,C.-Z。彭,J.-W.潘,物理评论 A 93, 030302(R) (2016)。
https:/ / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.93.030302

[18] Q. P. Mao、L. Wang 和 S. M. Zhu,科学报告 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 和 D. Bacco,《应用物理评论》15, 044017 (2021)。
https:/ / doi.org/ 10.1103 / PhysRevApplied.15.044017

[20] F. Bouchard、A. Sit、K. Heshami、R. Fickler 和 E. Karimi,物理评论 A 98, 010301(R) (2018)。
https:/ / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.98.010301

[21] G. M. Nikolopoulos、K. S. Ranade 和 G. Alber,物理评论 A 73, 032325 (2006)。
https:/ / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.73.032325

[22] J. Mower、Z. 张、P. Desjardins、C. Lee、J. H. Shapiro 和 D. Englund,物理评论 A 87, 062322 (2013)。
https:/ / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.87.062322

[23] D. Bunandar、Z. 张、J. H. Shapiro 和 D. R. Englund,物理评论 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 和 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 和 D. J. Gauthier,科学进展 3,e1701491 (2017)。
https:/ / doi.org/ 10.1126 / sciadv.1701491

[26] F. Bouchard、K. Heshami、D. England、R. Fickler、R. W. Boyd、B. G. Englert、L. L. Sánchez-Soto 和 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 和 M. Huber,物理评论 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 和 D Bacco,《应用物理评论》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 和 L. K. Oxenløwe,npj 量子信息 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 和 B. Sussman,《应用物理评论》15, 024027 (2021)。
https:/ / doi.org/ 10.1103 / PhysRevApplied.15.024027

[31] J. S. Sidhu、T. Brougham、D. McArthur、R. G. Pousa 和 D. K. L. Oi,量子技术:推动赋能科学的商业化 II 11881, 1188106 (2021)。
https:/ / doi.org/10.1117/ 12.2599044

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

[33] C. Y. Lu,Y. Cao,C. Z. Peng,J. W. Pan,现代物理学评论 94, 035001 (2022)。
https:/ / doi.org/ 10.1103 / RevModPhys.94.035001

[34] J. S. Sidhu、T. Brougham、D. McArthur、R. G. Pousa 和 D. K. L. Oi,量子计算、通信和模拟 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 和 A. Ling,arXiv:2204.12509 (2022)。
https://doi.org/10.48550/arXiv.2204.12509
的arXiv:2204.12509

[36] T. Brougham、S. M. Barnett、K. T. McCusker、P. G. Kwiat 和 D. J. Gauthier,物理学杂志 B:原子、分子和光学物理学 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 和E.卡里米,Optica 4, 1006–1010 (2017)。
https:///doi.org/10.1364/OPTICA.4.001006

[38] F. Bouchard、A. Sit、F. Hufnagel、A. Abbas、Y. 张、K. Heshami、R. Fickler、C. Marquardt、G. Leuchs、R. W. Boyd 和 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 和 E. Karimi,光学快报 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. 张、B. J. Sussman、R. W. Boyd、G. Leuchs 和 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 和 E. Karimi,量子 3, 138 (2019)。
https:/​/​doi.org/​10.22331/​q-2019-05-06-138

[42] F. Hufnagel、A. Sit、F. Bouchard、Y. 张、D. England、K. Heshami、B. J. Sussman 和 E. Karimi,《新物理学杂志》22, 093074 (2020)。
https:/ / doi.org/ 10.1088 / 1367-2630 / abb688

[43] E. Bolduc、N. Bent、E. Santamato、E. Karimi 和 R. W. Boyd,光学快报 38, 3546–3549 (2013)。
https:/ / doi.org/ 10.1364 / OL.38.003546

[44] F. Bouchard、N. H. Valencia、F. Brandt、R. Fickler、M. Huber 和 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 和 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 和 B. Sussman,物理评论 A 107, 022618 (2023)。
https:/ / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.107.022618

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

[48] S. Izumi、J. S. Neergaard-Nielsen 和 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 和 C. Lupo,量子 7, 1025 (2023)。
https:/​/​doi.org/​10.22331/​q-2023-05-31-1025

被引用

[1] Frank Schmidt、Daniel Miller 和 Peter van Loock,“带有 GKP Qudits 的纠错量子中继器”, 的arXiv:2303.16034, (2023).

以上引用来自 SAO / NASA广告 (最近成功更新为2023-12-14 11:54:09)。 该列表可能不完整,因为并非所有发布者都提供合适且完整的引用数据。

无法获取 Crossref引用的数据 在上一次尝试2023-12-14 11:54:07期间:无法从Crossref获取10.22331 / q-2023-12-14-1207的引用数据。 如果DOI是最近注册的,这是正常的。

时间戳记:

更多来自 量子杂志