轨道角动量态在安全量子通信任务中的不可或缺性
量子物理
2023-10-03 v1
摘要
量子密钥分发协议已针对采用多维纠缠与可分离轨道角动量态的分层网络而设计 [Phys. Rev. A 97, 032312 (2018), Int. J. Theor. Phys. 62, 104 (2023)]。本文旨在回答一个总体性问题——在安全量子通信任务的背景下，轨道角动量态仅仅是作为一种替代方案，还是作为一种不可或缺的资源？我们首先表明，分层网络中的量子密钥分发任务也可通过若干份低维态（如偏振量子比特）的副本完成。因此，轨道角动量态在分层量子密钥分发中并不提供任何内在优势。OAM 态的潜力体现在密钥生成速率的提升与集成量子通信任务中，我们在本文中对此进行了展示。这些任务只能使用高维 OAM 纠缠态来实现。事实上，我们表明轨道角动量态的采用消除了对纠缠态测量的需求，而其后者的实现是资源密集型的。我们认为，本研究为设计若干以多维 OAM 态作为不可或缺资源的量子信息处理任务开辟了可能。
引用
@article{arxiv.2310.00304,
title = {Indispensability of orbital angular momentum states in secure quantum communication tasks},
author = {Rajni Bala and Sooryansh Asthana},
journal= {arXiv preprint arXiv:2310.00304},
year = {2023}
}