用于量子通信和随机性认证的光学接收机基准测试
量子物理
2026-07-28 v1
摘要
光学接收机的选择决定了传输态的哪些属性在观测数据中保持可见,因此影响不同量子协议的性能。我们在相同的制备-测量框架内比较连续变量、光子计数和混合接收机,以半设备无关随机性生成作为主要案例研究。测量设备保持未表征,而源由其纯信号态的Gram矩阵描述,使用能量导出的重叠约束、幅度Gram基准或认证相干相移键控星座的完整复数Gram矩阵。在这个框架内,观测到的接收机统计量用于限制,对抗与测量设备相关但独立于输入的经典侧信息。对于固定的Gram矩阵,该界限通过精确的半定规划获得,复数多输入情况以块实形式处理,并通过相应的对偶证书进行检查。仅光子计数对于固定模量相位编码是相位盲的,因此不能认证最坏情况下的随机性。连续变量接收机在中等能量下给出最高的认证熵,而在标称源校准下,当输出中保留信标区域标签时,混合接收机在低能量下表现更好。相同的接收机统计量也为离散调制连续变量量子密钥分发、量子读取、隐蔽通信和量子签名验证提供了接收机级别的比较,而无需替换每个协议所需的完整安全性分析。
引用
@article{arxiv.2607.25702,
title = {Benchmarking Optical Receivers for Quantum Communication and Randomness Certification},
author = {Hamid Tebyanian},
journal= {arXiv preprint arXiv:2607.25702},
year = {2026}
}
备注
16 pages, 14 figures