Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Một nguồn đồng bộ phổ quát cho phân phối khóa lượng tử
Tóm tắt
Chúng tôi đề xuất một khái niệm về nguồn đồng bộ phổ quát cho phân phối khóa lượng tử. Xung đồng bộ yếu (WCP) và nguồn photon đơn đã được báo trước (HSPS) là hai nguồn photon phổ biến nhất cho phân phối khóa lượng tử (QKD) hiện đại. Tuy nhiên, có một giao điểm nổi bật giữa khoảng cách bảo mật tối đa và tỷ lệ sinh khóa bảo mật ở khoảng cách ngắn và trung bình nếu áp dụng hai nguồn này trong phân phối khóa lượng tử trạng thái giả thực tế. Được chứng minh rằng bằng cách kết hợp nguồn photon trạng thái đồng bộ cặp đã được báo trước (HPCS) và phương pháp trạng thái giả thực tế, người ta có thể không chỉ tăng cường khoảng cách truyền tải bảo mật tối đa mà còn cải thiện tỷ lệ sinh khóa ở khoảng cách ngắn và trung bình. Hơn nữa, sự phát triển trong việc sinh khóa không bị giới hạn trong giao thức cụ thể được sử dụng và có thể dễ dàng được kiểm tra cho cả giao thức BB84 và SARG. Cuối cùng, chúng tôi rõ ràng minh họa cách mà phương pháp trạng thái giả dựa trên HPCS hoạt động hiệu quả và khả thi bằng cách đề xuất một phương pháp trạng thái “1 tín hiệu + 2 giả” dựa trên HPCS hiệu quả.
Từ khóa
Tài liệu tham khảo
Bennett C H, Brassard G. Quantum cryptography: Publish-key distribution and coin tossing. In: Proceedings of the IEEE International Conference on Computers, Systems, and Signal Processing, Bangalore, India, 1984. 175–179
Gisin N, Ribordy G, Tittel W, et al. Quantum cryptography. Rev Mod Phys, 2002, 74: 145–195
Hwang W Y. Quantum key distribution with high loss: Toward global secure communication. Phys Rev Lett, 2003, 91: 057901
Wang X B. Beating the photon-number-splitting attack in practical quantum cryptography. Phys Rev Lett, 2005, 94: 230503
Lo H K. Decoy state quantum key distribution. Phys Rev Lett, 2005, 94: 230504
Fung C H F, Tamaki K, Lo H K. Performance of two quantum-key-distribution protocols. Phys Rev A, 2006, 73: 012337
Ma X F, Qi B, Zhao Y, et al. Practical decoy state for quantum key distribution. Phys Rev A, 2005, 72: 012326
Harrington J W, Ettinger J M, Hughes R J, et al. Enhancing practical security of quantum key distribution with a few decoy states. arXiv: quant-ph/0503002
Cai Q Y, Tan T G. Photon-number-resolving decoy-state quantum key distribution. Phys Rev A, 2006, 73: 032305
Smith G, Renes J M, Smolin J A. Structured codes improve the Bennett-Brassard-84 quantum key rate. Phys Rev Lett, 2008, 100: 170502
Walborn S P, Lemelle D S, Almeida M P, et al. Quantum key distribution with higher-order alphabets using spatially encoded qudits. Phys Rev Lett, 2006, 96: 090501
Zhang L J, Silberhorn C, Walmsley I A. Secure quantum key distribution using continuous variables of single photons. Phys Rev Lett, 2008, 100: 110504
Neves L, Lima G, Aguirre Gómez J G, et al. Generation of entangled states of qudits using twin photons. Phys Rev Lett, 2005, 94: 100501
Lütkenhaus N. Security against individual attacks for realistic quantum key distribution. Phys Rev A, 2000, 61: 052304
Horikiri T, Kobayashi T. Decoy state quantum key distribution with a photon number resolved heralded single photon source. Phys Rev A, 2006, 73: 032331
Usenko V C, Paris Matteo G A. Multiphoton communication in lossy channels with photon-number entangled States. Phys Rev A, 2007, 75: 043812
Lu Y J, Zhu L B, Ou Z Y, et al. Security improvement by using a modified coherent state for quantum cryptography. Phys Rev A, 2005, 71: 032315
Yin Z Q, Han Z F, Sun F W, et al. Decoy state quantum key distribution with modified coherent state. Phys Rev A, 2007, 76: 014304
Briegel H, Dür W, Cirac J I, et al. Quantum repeaters: The role of imperfect local operations in quantum communication. Phys Rev Lett, 1998, 81: 5932–5935
Elliott C. Building the quantum network. New J Phys, 2002, 4: 46.1
Chen W, Han Z F, Mo X F, et al. Active phase compensation of quantum key distribution system. Chinese Sci Bull, 2008, 53: 1310–1314
Yuan Z L, Dixon A R, Dynes J F, et al. Gigahertz quantum key distribution with InGaAs avalanche photodiodes. Appl Phys Lett, 2008, 92: 201104
Rogers D J, Bienfang J C, Nakassis A, et al. Detector dead-time effects and paralyzability in high-speed quantum key distribution. arXiv: 0706.1449
Xiao L T, Jiang Y Q, Zhao Y T, et al. Photon statistics measurement by use of single photon detection. Chinese Sci Bull, 2004, 49: 875–878
Zhang L B, Zhong Y Y, Kang L, et al. Near-infrared-wavelength superconducting single-photo detectors. Chinese Sci Bull, 2008, 53: 2668–2670
Gottesman D, Lo H K, Lütkenhaus N, et al. Security of quantum key distribution with imperfect devices. Quant Inform Comput, 2004, 4: 325
Zhang S L, Zou X B, Li K, et al. Limitation of decoy-state Scarani-Acin-Ribordy-Gisin quantum-key-distribution protocols with a heralded single-photon source. Phys Rev A, 2007, 76: 044304
Wang Q, Chen W, Xavier G, et al. Experimental decoy-state quantum key distribution with a sub-possionian heralded single-photon source. Phys Rev Lett, 2008, 100: 090501
Lo H K, Chau H F. Unconditional security of quantum key distrubution over arbitrarily long distances. Science, 1999, 283: 2050–2056
Shor P W, Preskill J. Simple proof of security of the BB84 quantum key distribution protocol. Phys Rev Lett, 2000, 85: 441–444
Tamaki K, Lo H K. Unconditionally secure key distillation from multiphotons. Phys Rev A, 2006, 73: 010302
Zhao Y, Qi B, Ma X F, et al. Experimental quantum key distribution with decoy states. Phys Rev Lett, 2006, 96: 070502
Brassard G, Lütkenhaus N, Mor T, et al. Limitations on practical quantum cryptography. Phys Rev Lett, 2000, 85: 1330–1333
Ma X F. Security of quantum key distribution with realistic devices. arxiv: quant-ph/0503057
Agarwal G S. Generation of pair coherent states and squeezing via the competition of four-wave mixing and amplified spontaneous emission. Phys Rev Lett, 1986, 57: 827–830
Dong Y L, Zou X B, Guo G C. Generation of pair coherent state using weak cross-Kerr media. Phys Lett A, 2008, 372: 5677–5680
Gurin O, Usenko V C, Usenko C V. Photonnumber entangled states generation model with stimulated parametric down conversion. arxiv: 0807.1322
O’sullivan M N, Chan K W C, Lakshminarayanan V, et al. Conditional preparation of states containing a definite number of photons. Phys Rev A, 2008, 77: 023804
Gobby C, Yuan Z L, Shields A J. Quantum key distribution over 122 km of standard telecom. Appl Phys Lett, 2004, 84: 3762–3674
Wang X B. Decoy-state protocol for quantum cryptography with four different intensities of coherent light. Phys Rev A, 2005, 72: 012322