Shenzhen University South China University of Technology
Se vam zdi ta članek zanimiv ali želite razpravljati? Zaslišite ali pustite komentar na SciRate.
Minimalizem
Težave z enofotonskim detektorjem (SPD) se pojavljajo pri večini kvantnih nalog, zlasti pri merjenju stanj, ki gredo skozi kanale z veliko izgubljenostjo. Posebej vidni so v kvantni porazdelitvi ključev (QKD), ki bi lahko bila najpomembnejša aplikacija v kvantni informacijski teoriji. V zadnjih letih se je razdalja QKD dramatično izboljšala, vendar je še vedno omejena, ker bo stopnja bitnih napak (QBER), ki jo povzroči temno štetje SPD, z večanjem razdalje izpod nadzora. Če je ta problem mogoče rešiti, je QKD mogoče izvajati na poljubno dolgih razdaljah. Vendar prejšnje rešitve pogosto povzročijo nepraktične zahteve, kot so superprevodniki, medtem ko lahko zmanjšajo temno štetje le na končno nizke ravni. V tem članku rešujemo probleme SPD samo z današnjimi tehnologijami. Čeprav je izrek o prepovedi kloniranja tisti, ki preprečuje večkratno merjenje stanja za pridobitev bolj zanesljivega rezultata, predlagamo shemo, ki zaobide izrek o prepovedi kloniranja pri določenih nalogah, da bi omogočili večkratno uporabo enega samega stanja. Shema dokazuje, da lahko nepopolni detektorji zagotovijo skoraj popolne rezultate, in sicer se lahko QBER, ki ga povzroči temno število, zmanjša na poljubno nizko, medtem ko se lahko učinkovitost detektive izboljša na poljubno visoko. Posledično razdalja QKD ni več omejena z nepopolnim SPD in jo je mogoče izboljšati s stotin kilometrov na tisoče brez visokotehnoloških detektorjev. Poleg tega se lahko podobne sheme uporabijo za zmanjšanje merilnih napak ali izboljšanje delovanja virov. Nazadnje je treba omeniti, da čeprav se o dokumentu v glavnem razpravlja v kontekstu QKD, je naša shema neodvisna shema, ki bi jo lahko uporabili v drugih protokolih, kjer koli se uporabljajo SPD.
Predstavljena slika: diagram poteka sheme
Priljubljen povzetek
► BibTeX podatki
► Reference
[1] CH Bennett in G. Brassard. "Kvantna kriptografija: distribucija javnih ključev in met kovancev". V zborniku mednarodnih konferenc IEEE o računalnikih (1984).
https: / / doi.org/ 10.1016 / j.tcs.2014.05.025
[2] AK Ekert. “Kvantna kriptografija na podlagi Bellovega izreka”. Physical Review Letters 67, 661–663 (1991).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.67.661
[3] CH Bennett. "Kvantna kriptografija z uporabo katerih koli dveh neortogonalnih stanj". Physical Review Letters 68, 3121 (1992).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.68.3121
[4] C. Bennett, G. Brassard in N. Mermin. “Kvantna kriptografija brez Bellovega izreka”. Physical Review Letters 68, 557–559 (1992).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.68.557
[5] L. Goldenberg in L. Vaidman. “Kvantna kriptografija, ki temelji na ortogonalnih stanjih”. Physical Review Letters 75, 1239–1243 (1995).
https: / / doi.org/ 10.1103 / physrevlett.75.1239
[6] M. Lucamarini, ZL Yuan, JF Dynes in AJ Shields. "Preseganje meje hitrosti in razdalje kvantne distribucije ključev brez kvantnih repetitorjev". Narava 557, 400–403 (2018).
https://doi.org/10.1038/s41586-018-0066-6
[7] PW Shor in J. Preskill. "Preprost dokaz varnosti protokola za distribucijo kvantnega ključa bb84". Physical Review Letters 85, 441–444 (2000).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.85.441
[8] XF Ma, P. Zeng in HY Zhou. "Kvantna porazdelitev ključev za fazno ujemanje". Physical Review X 8 (2018).
https: / / doi.org/ 10.1103 / physrevx.8.031043
[9] HK Lo, M. Curty in B. Qi. "Kvantna porazdelitev ključev, neodvisna od merilne naprave". Physical Review Letters 108 (2012).
https: / / doi.org/ 10.1103 / physrevlett.108.130503
[10] H. Shu. "Kvantna porazdelitev ključev na podlagi ortogonalnega kodiranja stanja". International Journal of Theoretical Physics 61 (2022).
https: / / doi.org/ 10.1007 / s10773-022-05257-w
[11] H. Shu. "Asimptotično optimalen protokol kvantne porazdelitve ključev za pripravo in merjenje". International Journal of Theoretical Physics 62 (2023).
https://doi.org/10.1007/s10773-023-05447-0
[12] D. Gottesman, HK Lo, N. Lütkenhaus in J. Preskill. "Varnost distribucije kvantnih ključev z nepopolnimi napravami". Kvantne informacije in računanje 4, 325–360 (2004).
https: / / doi.org/ 10.26421 / QIC4.5-1
[13] WH Jiang, JH Liu, Y. Liu, G. Jin, J. Zhang in JW Pan. »Enofotonski detektor ingaas/inp s sinusnim prehodom 1.25 GHz z monolitnim integriranim vezjem za branje«. Optika Letters 42, 5090–5093 (2017).
https: / / doi.org/ 10.1364 / OL.42.005090
[14] MA Albota in FNC Wong. "Učinkovito štetje enega fotona pri 1.55 um s pomočjo pretvorbe frekvence navzgor". Optika Letters 29, 1449–1451 (2004).
https: / / doi.org/ 10.1364 / OL.29.001449
[15] LX Ti. “Superprevodni nanožični enofotonski detektorji za kvantne informacije”. Nanofotonika 9, 2673–2692 (2020).
https://doi.org/ 10.1515/nanoph-2020-0186
[16] Z. Wang, S. Miki in M. Fujiwara. “Superprevodni nanožični enofotonski detektorji za kvantne informacije in komunikacije”. IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics 15, 1741–1747 (2009).
https: / / doi.org/ 10.1109 / JSTQE.2009.2034616
[17] WJ Zhang, Q. Jia, LX You, X. Ou, H. Huang, L. Zhang, H. Li, Z. Wang in XM Xie. »Nasičena intrinzična učinkovitost zaznavanja superprevodnih nanožičnih enofotonskih detektorjev z inženiringom napak«. Uporabljen fizični pregled 12, 044040 (2019).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevApplied.12.044040
[18] S. Pirandola, R. García-Patrón, SL Braunstein in S. Lloyd. "Neposredne in povratne zmogljivosti skrivnega ključa kvantnega kanala". Physical Review Letters 102, 050503 (2009).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.102.050503
[19] M. Takeoka, S. Guha in M. Wilde. "Temeljni kompromis med hitrostjo in izgubo za optično kvantno porazdelitev ključev". Nature Communications 5 (2014).
https: / / doi.org/ 10.1038 / ncomms6235
[20] S. Pirandola, R. Laurenza, C. Ottaviani in L. Banchi. "Temeljne omejitve kvantnih komunikacij brez repetitorjev". Nature Communications 8 (2017).
https: / / doi.org/ 10.1038 / ncomms15043
[21] A. Kandala, KX Wei, S. Srinivasan, E. Magesan, S. Carnevale, GA Keefe, D. Klaus, O. Dial in DC McKay. "Demonstracija visokozvestnih vrat cnot za transmone s fiksno frekvenco z inženirskim zatiranjem $zz$". Physical Review Letters 127, 130501 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.127.130501
[22] A. Noiri, K. Takeda, T. Nakajima, T. Kobayashi, A. Sammak, G. Scappucci in S. Tarucha. "Hitra univerzalna kvantna vrata nad pragom tolerance napak v siliciju". Narava 601, 338–342 (2022).
https: / / doi.org/ 10.1038 / s41586-021-04182-y
[23] HK Lo, XF Ma in K. Chen. "Kvantna porazdelitev ključev stanja vabe". Physical Review Letters 94 (2005).
https: / / doi.org/ 10.1103 / physrevlett.94.230504
[24] H. Shu. "Neodvisnost od merilnih naprav kvantnih protokolov za distribucijo ključev". Kitajski časopis za fiziko 85, 135–142 (2023).
https:///doi.org/10.1016/j.cjph.2023.06.019
Navedel
[1] Hao Shu, »Zmanjšajte učinke temnega števila z optimizacijo meritev«, arXiv: 2306.10525, (2023).
[2] Hao Shu, Chang-Yue Zhang, Yue-Qiu Chen, Zhu-Jun Zheng in Shao-Ming Fei, »Kvantna porazdelitev ključev po hrupnih kanalih po metodi stanja testiranja« International Journal of Theoretical Physics 62 8, 160 (2023).
Zgornji citati so iz SAO / NASA ADS (zadnjič posodobljeno 2023-11-22 14:40:52). Seznam je morda nepopoln, saj vsi založniki ne dajejo ustreznih in popolnih podatkov o citiranju.
On Crossref je navedel storitev ni bilo najdenih podatkov o navajanju del (zadnji poskus 2023-11-22 14:40:50).
Ta dokument je objavljen v Quantumu pod Priznanje avtorstva Creative Commons 4.0 International (CC BY 4.0) licenca. Avtorske pravice ostajajo pri izvirnih imetnikih avtorskih pravic, kot so avtorji ali njihove ustanove.
- Distribucija vsebine in PR s pomočjo SEO. Okrepite se še danes.
- PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Opolnomočite se. Dostopite tukaj.
- PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Razširjeno znanje. Dostopite tukaj.
- PlatoESG. Ogljik, CleanTech, Energija, Okolje, sončna energija, Ravnanje z odpadki. Dostopite tukaj.
- PlatoHealth. Obveščanje o biotehnologiji in kliničnih preskušanjih. Dostopite tukaj.
- vir: https://quantum-journal.org/papers/q-2023-11-21-1187/
