量子密钥分发理论的不完备性与极限

许多论文声称迹距离($d$)保证了量子密钥分发(QKD)的通用组合安全性。在这篇介绍性论文中，首先明确解释了QKD理论无条件安全性声称中的主要误解。总体而言，安全性声称误解的原因在于Renner论文中的引理。该引理表明，完美随机密钥的生成由概率$(1-d)$保证，失败概率为$d$。因此它得出结论：当协议成功时，生成的密钥提供完美的随机密钥序列。所以QKD为一次一密提供了完美保密性。这就是组合声称的原因。然而，迹距离(或变分距离)的量并不是这种事件的概率。如果$d$不够小，生成的密钥序列总是不均匀的。现在，如果要使用迹距离，需要重新构建对其的评估。首先应回到基于计算复杂性的不可区分性理论，并澄清变分距离值的含义。此外，对信息论情形也需要同样的分析。H.P.Yuen最近的系列论文给出了这些问题的答案。在本文中，我们更简洁地描述了Yuen的理论，并阐明Tomamichel等人和Hayashi等人最近的迹距离上界理论是基于Renner的推理构建的，不适合作为信息论安全性的分析。最后，我们介绍一种不同原理的宏观量子通信，以取代Q比特QKD。