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可组合、无量子密钥的无条件安全性:公共广播信道及其概念化、自适应比特传输率、窃听下的保真度修剪

量子物理 2025-12-24 v1 信息论 math.IT 概率论

摘要

我们在无密钥依赖的通信协议中考察了公共广播信道、前向概念信道和后向概念信道。针对此前在 arXiv: 1804.01797 中确定的感兴趣的研究方向,除了作者在近期工作(arXiv: 2507.03035)中获得的关于比特传输率的反向上界之外,还存在其他可能性,包括:(1)确定 QKD 依赖协议的哪些方面可融入 QKD 独立协议的步骤中;(2)是否存在 Alice 和 Bob 可利用以实现量子优势的量子-经典性能差距的放大;(3)在何种条件下可以同时实现保密性和身份验证。为描述实现高概率保密性的条件,我们认为不仅存在适合的协议,使 Alice 和 Bob 能够以高概率映射到比特 codewords 的认证空间,而且通过级联,前向概念信道可以显著增加 Eve 的错误接受概率。尽管保密性以及公共广播信道的概念化最初由 Maurer 讨论于 QKD 依赖协议中,但确定此类协议的哪些方面可适用于无密钥的无条件安全性是值得探索的。我们演示了 Eve 的错误概率可通过级联程序在最优解下以 Holevo 信息进行分析。此外,经过后处理的 Completely Positive Trace Preserving(CPTP)映射输出,我们还展示了如何通过数据处理和熵连续性界限来降低 Holevo 和量。

关键词

引用

@article{arxiv.2512.19759,
  title  = {Composable, unconditional security without a Quantum secret key: public broadcast channels and their conceptualizations, adaptive bit transmission rates, fidelity pruning under wiretaps},
  author = {Pete Rigas},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2512.19759},
  year   = {2025}
}

备注

Template (46 pages). Discussions of this work are available at: https://youtu.be/BHrHLnZl_Aw?si=lFjWjfAq_cWmqC_t, https://youtu.be/GC-Mx1ZldbA?si=xu_mWEqyKd4vfV_e, https://youtu.be/1vh5dnyNzgA?si=7jKCrZc02Spg72Kt. Related topics are at: https://youtube.com/playlist?list=PL3rTBtU0TK_BTmZkWaRifBGw66cOBtbtD&si=poL1JTmAiwfsyy9Y