一种量子纠错与认证的高效结合
应用物理
2023-01-02 v2
摘要
当通过信道发送量子信息时，我们希望确保消息保持完整。量子纠错与量子认证均旨在保护（量子）信息，但从两个截然不同的方向处理该任务：纠错码抵御概率性信道噪声，并旨在对微小错误具有很强鲁棒性；而认证码防止对抗性攻击，并被设计成对包括微小错误在内的任何错误都非常敏感。在实践中，当通过噪声信道发送已认证态时，必须将其包裹于纠错码中以抵消底层认证方案的敏感性。我们研究了是否可通过在单一码中结合这两种功能来更高效地完成此事。为阐明此种结合的潜力，我们设计了阈值码——一种陷阱认证码的改进版，其保留了该码的认证特性，但天然对去极化信道噪声具有鲁棒性。我们表明，与陷阱码同任意级联 CSS 码的朴素组合相比，阈值码需要多对数级更少的量子比特即可达到相同的安全性与鲁棒性。我们相信我们的分析为结合更通用的纠错与认证码打开了大门，从而可提升所得方案的实用性。
引用
@article{arxiv.2211.09687,
title = {3D Interconnected Magnetic Nanowire Networks as Potential Integrated Multistate Memristors},
author = {Dhritiman Bhattacharya and Zhijie Chen and Christopher J. Jensen and Chen Liu and Edward C. Burks and Dustin A. Gilbert and Xixiang Zhang and Gen Yin and Kai Liu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2211.09687},
year = {2023}
}
备注
20 pages, 5 figures; supporting information 13 pages, 5 figures