德国航空航天中心通信与导航研究所,Oberpfaffenhofen,82234 Weßling,德国
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抽象
本文提出并证明了一种QKD协议的安全性,该协议使用双通用哈希代替随机采样来估计位翻转和相位翻转错误的数量。 对于小块大小,该协议显着优于以前的 QKD 协议。 更一般地,对于双通用哈希 QKD 协议,渐近和有限密钥率之间的差异随着量子位的数量 $n$ 减小为 $cn^{-1}$,其中 $c$ 取决于安全参数。 相比之下,对于使用随机采样并具有相同渐近率的优化协议,相同的差异下降速度不超过 $c'n^{-1/3}$,其中 $c'$ 取决于安全参数和误差速度。
热门摘要
现有的 QKD 协议和安全证明展示了参数之间的权衡:对于给定数量的量子比特,提高抗噪性或安全性会使输出尺寸更小。 当量子位的数量很少时,即大约 1000-10000,这些权衡尤其严重。 当量子信道特别难以实现时,例如当卫星将纠缠的光子对传输到两个地面站时,实际上会出现如此少量的量子比特。
目前的工作问:是否存在表现出更好参数权衡的 QKD 协议和安全证明,尤其是在量子比特数较少的情况下? 它提出了一种这样的 QKD 协议和安全证明。 该协议使用双通用哈希而不是随机采样来估计位翻转和相位翻转错误的数量,从而显着改善少量量子位的参数权衡,但也使协议更难实现。
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►参考
[1] Charles H. Bennett、David P. DiVincenzo、John A. Smolin 和 William K. Wootters。 混合态纠缠和量子纠错。 物理。 修订版 A,54:3824–3851,1996 年 10.1103 月。网址:https://link.aps.org/doi/54.3824/PhysRevA.10.1103,doi:54.3824/PhysRevA.XNUMX。
https:/ / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.54.3824
[2] Niek J Bouman 和 Serge Fehr。 量子群体中的采样和应用。 在年度密码学会议上,第 724-741 页。 施普林格,2010 年。doi:10.1007/ 978-3-642-14623-7_39。
https://doi.org/10.1007/978-3-642-14623-7_39
[3] 吉尔斯·布拉萨德和路易斯·萨尔维尔。 通过公开讨论进行密钥协调。 在加密技术理论和应用研讨会中,第 410-423 页。 施普林格,1993 年。doi:10.1007/ 3-540-48285-7_35。
https://doi.org/10.1007/3-540-48285-7_35
[4] AR Calderbank、EM Rains、PW Shor 和 NJA Sloane。 量子纠错和正交几何。 物理。 Rev. Lett., 78:405–408, Jan 1997. URL: https:/ / link.aps.org/ doi/ 10.1103/ PhysRevLett.78.405, doi:10.1103/ PhysRevLett.78.405。
https:/ / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.78.405
[5] AR Calderbank 和 Peter W. Shor。 存在良好的量子纠错码。 物理。 修订版 A,54:1098–1105,1996 年 10.1103 月。网址:https://link.aps.org/doi/54.1098/PhysRevA.10.1103,doi:54.1098/PhysRevA.XNUMX。
https:/ / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.54.1098
[6] J.Lawrence Carter 和 Mark N. Wegman。 散列函数的通用类。 计算机与系统科学杂志,18(2):143–154, 1979. URL: https:/ / www.sciencedirect.com/ science/ article/ pii/ 0022000079900448, doi:10.1016/ 0022 -0000(79)90044-8。
https://doi.org/10.1016/0022-0000(79)90044-8
https:/ / www.sciencedirect.com/ science/ article/ pii/ 0022000079900448
[7] 彼得埃利亚斯。 编码两个嘈杂的频道。 载于 Colin Cherry,编辑,信息论,第三届伦敦研讨会,英国伦敦,3 年 1955 月。Butterworth 的科学出版物,1956 年。URL:https:/ / worldcat.org/ en/ title/ 562487502,doi: 10.1038/ 176773a0。
https:/ / doi.org/ 10.1038 / 176773a0
https://worldcat.org/en/title/562487502
[8] Chi-Hang Fred Fung、Xiongfeng Ma 和 HF Chau。 量子密钥分发后处理中的实际问题。 物理评论 A,81(1),2010 年 10.1103 月。网址:http:/ / dx.doi.org/ 81.012318/ PhysRevA.10.1103,doi:81.012318/ physreva.XNUMX。
https:/ / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.81.012318
[9] 罗伯特·加拉格。 低密度奇偶校验码。 麻省理工学院出版社,09 年 1963 月。doi:10.7551/ mitpress/ 4347.001.0001。
https:///doi.org/10.7551/mitpress/4347.001.0001
[10] 丹尼尔·戈特斯曼。 使量子汉明界饱和的量子纠错码类。 物理。 修订版 A,54:1862–1868,1996 年 10.1103 月。网址:https://link.aps.org/doi/54.1862/PhysRevA.10.1103,doi:54.1862/PhysRevA.XNUMX。
https:/ / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.54.1862
[11] M小志。 基于互补性的量子密钥分发简单安全证明新物理学杂志,11(4):045018,2009 年 10.1088 月。网址:https:/ / dx.doi.org/ 1367/ 2630-11/ 4/ 045018/ 10.1088, doi:1367/ 2630-11/ 4/ 045018/ XNUMX。
https://doi.org/10.1088/1367-2630/11/4/045018
[12] Charles Ci-Wen Lim、Feihu Xu、Jian-Wei Pan 和 Artur Ekert。 小块长度量子密钥分发的安全性分析及其在量子空间通信中的应用。 物理评论快报,126(10),2021 年 10.1103 月。网址:http:/ / dx.doi.org/ 126.100501/ PhysRevLett.10.1103,doi:126.100501/ physrevlett.XNUMX。
https:/ / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.126.100501
[13] Hoi-Kwong Lo 和 HF Chau。 任意长距离量子密钥分发的无条件安全性。 科学,283(5410):2050–2056,1999 年 10.1126 月。网址:https:/ / doi.org/ 283.5410.2050/ science.10.1126, doi:283.5410.2050/ science.XNUMX。
https:/ / doi.org/ 10.1126 / science.283.5410.2050
[14] Michael A. Nielsen 和 Isaac L. Chuang。 量子计算和量子信息。 剑桥大学出版社,2012 年 XNUMX 月。
https:/ / doi.org/ 10.1017 / cbo9780511976667
[15] 迪米特·奥斯特列夫。 无需任何密钥的可组合、无条件安全消息身份验证。 2019 年 IEEE 信息论国际研讨会 (ISIT),第 622–626 页,2019 年。doi:10.1109/ ISIT.2019.8849510。
https:/ / doi.org/ 10.1109 / ISIT.2019.8849510
[16] S. Pirandola、UL Andersen、L. Banchi、M. Berta、D. Bunandar、R. Colbeck、D. Englund、T. Gehring、C. Lupo、C. Ottaviani、JL Pereira、M. Razavi、J. Shamsul Shaari 、M. Tommichel、VC Usenko、G. Vallone、P. Villoresi 和 P. Wallden。 量子密码学的进展。 进阶选择。 光子,12(4):1012–1236,2020 年 12 月。URL:http:// / opg.optica.org/ aop/ abstract.cfm?URI=aop-4-1012-10.1364,doi:361502 / AOP.XNUMX。
https:/ / doi.org/ 10.1364 / AOP.361502
http://opg.optica.org/aop/abstract.cfm?URI=aop-12-4-1012
[17] 克里斯托弗·波特曼。 认证中的密钥回收。 IEEE 信息论汇刊,60(7):4383–4396, 2014.doi:10.1109/ TIT.2014.2317312。
https:///doi.org/10.1109/TIT.2014.2317312
[18] 克里斯托弗·波特曼和雷纳托·雷纳。 量子密钥分发的密码安全性,2014 年。URL:https:/ / arxiv.org/ abs/ 1409.3525,doi:10.48550/ ARXIV.1409.3525。
https:///doi.org/10.48550/ARXIV.1409.3525
的arXiv:1409.3525
[19] 雷纳托雷纳。 量子密钥分发的安全性。 博士论文,苏黎世联邦理工学院,2005。网址:https:/ / arxiv.org/abs/ quant-ph/ 0512258,doi:10.48550/ ARXIV.QUANT-PH/ 0512258。
https:///doi.org/10.48550/ARXIV.QUANT-PH/0512258
arXiv:quant-ph / 0512258
[20] Peter W. Shor 和 John Preskill。 bb84 量子密钥分发协议的简单安全证明。 物理。 Rev. Lett.,85:441–444,2000 年 10.1103 月。网址:https://link.aps.org/doi/85.441/PhysRevLett.10.1103,doi:85.441/PhysRevLett.XNUMX。
https:/ / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.85.441
[21] 安德鲁·斯蒂恩。 多粒子干涉和量子纠错。 伦敦皇家学会会刊。 A 系列:数学、物理和工程科学,452(1954):2551–2577,1996。网址:https:/ / royalsocietypublishing.org/ doi/ abs/ 10.1098/ rspa.1996.0136, doi:10.1098 /rsp.1996.0136.
https:/ / doi.org/ 10.1098 / rspa.1996.0136
[22] W. Forrest Stinespring。 c*-代数上的正函数。 美国数学学会会刊,6(2):211–216, 1955。网址:http:/ / www.jstor.org/ stable/ 2032342, doi:10.2307/ 2032342。
https:/ / doi.org/10.2307/ 2032342
http://www.jstor.org/stable/2032342
[23] Marco Tomamichel 和 Anthony Leverrier。 一个基本独立且完整的量子密钥分发安全证明。 量子,1 年 14 月 2017 点 10.22331 分。网址:http:/ / dx.doi.org/ 2017/ q-07-14-14-10.22331, doi:2017/ q-07-14-14- XNUMX.
https://doi.org/10.22331/q-2017-07-14-14
[24] Marco Tomamichel、Charles Ci Wen Lim、Nicolas Gisin 和 Renato Renner。 量子密码学的严格有限密钥分析。 自然通讯,3(1):1–6, 2012.doi:10.1038/ncomms1631。
https:///doi.org/10.1038/ncomms1631
[25] Mark N. Wegman 和 J.Lawrence Carter。 新的散列函数及其在身份验证和集合相等性中的使用。 计算机与系统科学杂志,22(3):265–279, 1981. URL: https:/ / www.sciencedirect.com/ science/ article/ pii/ 0022000081900337, doi:10.1016/ 0022 -0000(81)90033-7。
https://doi.org/10.1016/0022-0000(81)90033-7
https:/ / www.sciencedirect.com/ science/ article/ pii/ 0022000081900337
[26] Juan Yin, Yu-Huai Li, Sheng-Kai Liao, Meng Yang, Yuan Cao, Liang Zhang, Ji-Gang Ren, Wen-Qi Cai, Wei-Yue Liu, Shuang-Lin Li, 等。 超过 1,120 公里的基于纠缠的安全量子密码学。 自然,582(7813):501–505, 2020.doi:10.1038/ s41586-020-2401-y。
https:/ / doi.org/ 10.1038 / s41586-020-2401-y
被引用
[1] Manuel B. Santos、Paulo Mateus 和 Chrysoula Vlachou,“Quantum Universally Composable Oblivious Linear Evaluation”, 的arXiv:2204.14171.
[2] Dimiter Ostrev、Davide Orsucci、Francisco Lázaro 和 Balazs Matuz,“量子 Calderbank-Shor-Steane 代码的经典乘积代码构造”, 的arXiv:2209.13474.
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