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离散调制连续变量量子密钥分发的安全边界

沈咏 邹宏新

离散调制连续变量量子密钥分发的安全边界

沈咏, 邹宏新
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  • 对一种结合离散调制和反向协调,适用于长距离传输的连续变量量子密钥分发四态协议的安全性进行了严格证明.这种协议中Alice发送的态与高斯调制协议中的有一定差异,这种差异可以等价成信道衰减和额外噪声.另外,由于Alice不可能做到精确调制,这会导致其发送的相干态中含有噪声.把这种调制引起的噪声看作光源的噪声,并推导出了在光源噪声不能被窃听者所利用的条件下的安全码率的下界.为了避免实验上快速、随机的控制本地振荡光的相位,还将无开关协议和四态协议相结合,分析了其安全性.
    • 基金项目: 国防科学技术大学科学研究计划项目(批准号:JC08-02-01),国家自然科学基金(批准号:10904174)和华东师范大学精密光谱国家重点实验室开放研究基金资助的课题.
    [1]

    [1]Grosshans F, Grangier P 2002 Phys. Rev. Lett. 88 057902

    [2]

    [2]Weedbrook C, Lance A M , Bowen W P, Symul T, Ralph T C, Lam P K 2004 Phys. Rev. Lett. 93 170504

    [3]

    [3]Grosshans F, Van Assche G, Wenger J, Tualle-Brouri R, Cerf N J, Grangier P 2003 Nature 421 238

    [4]

    [4]Lance A M, Symul T, Sharma V, Weedbrook C, Ralph T C, Lam P K 2005 Phys. Rev. Lett. 95 180503

    [5]

    [5]Lodewyck J, Bloch M, García-Patrón R, Fossier S, Karpov E, Diamanti E, Debuisschert T, Cerf N J, Tualle-Brouri R,

    [6]

    McLaughlin S W, Grangier P 2007 Phys. Rev. A 76 042305

    [7]

    [6]Qi B, Huang L L, Qian L, Lo H K 2007 Phys. Rev. A 76 052323

    [8]

    [7]Zhu C H, Pei C X, Quan D X, Chen N, Yi Y H 2009 Acta Phys. Sin. 58 2184 (in Chinese)[朱畅华、裴昌幸、权东晓、陈南、易运晖 2009 物理学报 58 2184]

    [9]

    [8]Lodewyck J, Debuisschert T, Tualle-Brouri R, Grangier P 2005 Phys. Rev. A 72 050303

    [10]

    [9]Chen J J, Hua Z F, Zhao Y B, Gui Y Z, Guo G C 2007 Acta Phys. Sin. 56 5 (in Chinese)[陈进建、 韩正甫、赵义博、桂有珍、郭光灿 2007 物理学报 56 5]

    [11]

    [10]Leverrier A, Grangier P 2009 Phys. Rev. Lett. 102 180504

    [12]

    [11]Renner R, Cirac J I 2009 Phys. Rev. Lett. 102 110504

    [13]

    [12]Leverrier A, Karpov E, Grangier P, Cerf N J www.arxiv.org/pdf/quant-ph/08092252

    [14]

    [13]Renner R, Knig R www.arxiv.org/pdf/quant-ph/0403133

    [15]

    [14]Bloch M, Thangaraj A, McLaughlin S W www.arxiv.org/pdf/cs.IT/0509041

    [16]

    [15]Leverrier A, Alléaume R, Boutros J, Zémor G, Grangier P 2008 Phys. Rev. A 77 042325

    [17]

    [16]Grosshans F, Cerf N J 2003 Quantum Inf. Comput. 3 535

    [18]

    [17]Shen Y, Yang J, Guo H 2009 J.Phys. B 42 235506

    [19]

    [18]Serafini A, Illuminati F, De Siena S 2004 J. Phys. B 37 L21

    [20]

    [19]García-Patrón R, Cerf N J 2006 Phys. Rev. Lett. 97 190503

    [21]

    [20]Scarani V, Pasquinucci H B, Cerf N J, Duek M, Lütkenhaus N, Peev M 2009 Rev.Mod.Phys. 81 1301

  • [1]

    [1]Grosshans F, Grangier P 2002 Phys. Rev. Lett. 88 057902

    [2]

    [2]Weedbrook C, Lance A M , Bowen W P, Symul T, Ralph T C, Lam P K 2004 Phys. Rev. Lett. 93 170504

    [3]

    [3]Grosshans F, Van Assche G, Wenger J, Tualle-Brouri R, Cerf N J, Grangier P 2003 Nature 421 238

    [4]

    [4]Lance A M, Symul T, Sharma V, Weedbrook C, Ralph T C, Lam P K 2005 Phys. Rev. Lett. 95 180503

    [5]

    [5]Lodewyck J, Bloch M, García-Patrón R, Fossier S, Karpov E, Diamanti E, Debuisschert T, Cerf N J, Tualle-Brouri R,

    [6]

    McLaughlin S W, Grangier P 2007 Phys. Rev. A 76 042305

    [7]

    [6]Qi B, Huang L L, Qian L, Lo H K 2007 Phys. Rev. A 76 052323

    [8]

    [7]Zhu C H, Pei C X, Quan D X, Chen N, Yi Y H 2009 Acta Phys. Sin. 58 2184 (in Chinese)[朱畅华、裴昌幸、权东晓、陈南、易运晖 2009 物理学报 58 2184]

    [9]

    [8]Lodewyck J, Debuisschert T, Tualle-Brouri R, Grangier P 2005 Phys. Rev. A 72 050303

    [10]

    [9]Chen J J, Hua Z F, Zhao Y B, Gui Y Z, Guo G C 2007 Acta Phys. Sin. 56 5 (in Chinese)[陈进建、 韩正甫、赵义博、桂有珍、郭光灿 2007 物理学报 56 5]

    [11]

    [10]Leverrier A, Grangier P 2009 Phys. Rev. Lett. 102 180504

    [12]

    [11]Renner R, Cirac J I 2009 Phys. Rev. Lett. 102 110504

    [13]

    [12]Leverrier A, Karpov E, Grangier P, Cerf N J www.arxiv.org/pdf/quant-ph/08092252

    [14]

    [13]Renner R, Knig R www.arxiv.org/pdf/quant-ph/0403133

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    [14]Bloch M, Thangaraj A, McLaughlin S W www.arxiv.org/pdf/cs.IT/0509041

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    [15]Leverrier A, Alléaume R, Boutros J, Zémor G, Grangier P 2008 Phys. Rev. A 77 042325

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    [16]Grosshans F, Cerf N J 2003 Quantum Inf. Comput. 3 535

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    [17]Shen Y, Yang J, Guo H 2009 J.Phys. B 42 235506

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    [18]Serafini A, Illuminati F, De Siena S 2004 J. Phys. B 37 L21

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    [19]García-Patrón R, Cerf N J 2006 Phys. Rev. Lett. 97 190503

    [21]

    [20]Scarani V, Pasquinucci H B, Cerf N J, Duek M, Lütkenhaus N, Peev M 2009 Rev.Mod.Phys. 81 1301

  • [1] 王瑜浩, 武保剑, 郭飚, 文峰, 邱昆. 基于非线性光纤环形镜的少模脉冲幅度调制再生器研究. 物理学报, 2020, (): . doi: 10.7498/aps.69.20191858
    [2] 李翔艳, 王志辉, 李少康, 田亚莉, 李刚, 张鹏飞, 张天才. 蓝移阱中单个铯原子基态磁不敏感态的相干操控. 物理学报, 2020, (): . doi: 10.7498/aps.69.20192001
    [3] 刘彪, 周晓凡, 陈刚, 贾锁堂. 交错跃迁Hofstadter梯子的量子流相. 物理学报, 2020, (): . doi: 10.7498/aps.69.20191964
    [4] 黄永峰, 曹怀信, 王文华. 共轭线性对称性及其对\begin{document}$ {\mathcal{P}}{\mathcal{T}} $\end{document}-对称量子理论的应用. 物理学报, 2020, 69(3): 030301. doi: 10.7498/aps.69.20191173
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出版历程
  • 收稿日期:  2009-05-08
  • 修回日期:  2009-06-22
  • 刊出日期:  2010-03-15

离散调制连续变量量子密钥分发的安全边界

  • 1. 国防科学技术大学理学院物理系 长沙 410073
    基金项目: 

    国防科学技术大学科学研究计划项目(批准号:JC08-02-01),国家自然科学基金(批准号:10904174)和华东师范大学精密光谱国家重点实验室开放研究基金资助的课题.

摘要: 对一种结合离散调制和反向协调,适用于长距离传输的连续变量量子密钥分发四态协议的安全性进行了严格证明.这种协议中Alice发送的态与高斯调制协议中的有一定差异,这种差异可以等价成信道衰减和额外噪声.另外,由于Alice不可能做到精确调制,这会导致其发送的相干态中含有噪声.把这种调制引起的噪声看作光源的噪声,并推导出了在光源噪声不能被窃听者所利用的条件下的安全码率的下界.为了避免实验上快速、随机的控制本地振荡光的相位,还将无开关协议和四态协议相结合,分析了其安全性.

English Abstract

参考文献 (21)

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