交换算子框架下的设备无关量子密钥分发

设备无关量子密钥分发（DIQKD）可以说是安全量子通信的黄金标准，因为它旨在仅依赖于未表征设备的观测输入-输出统计，而该设备的唯一假设是遵循量子物理定律。因此，相应的安全性分析需要从最一般的角度描述量子实验。仔细审视之下，现有的证明技术并不总能满足这一目标，因为它们往往依赖于对底层希尔伯特空间的张量积结构和“隐藏但有限”维度的微妙假设。在这项工作中，我们收集了在交换算子框架下全面分析DIQKD所需的工具，该框架避免了这些微妙之处，并提供了对量子实验最一般的视角。我们严格证明了在DIQKD中测量可以不失一般性地假设为投影测量的常见假设。此外，我们表明计算密钥率的任务可以表述为非交换多项式优化（NPO）问题，对此Navascués-Pironio-Acín（NPA）层级给出了正确且收敛的松弛。作为工具，我们将Frenkel [Quantum 7, 1102 (2023)] 的相对熵积分表示推广到一般冯·诺依曼代数，并应用Kossmann和Schwonnek [arXiv: 2411.04858] 的技术在NPO程序中进行近似。