用于量子密钥分发速率计算的鲁棒内点法
量子物理
2022-09-14 v2 最优化与控制
摘要
基于数值密钥速率计算问题的量子密钥分发 (QKD) 安全性证明方法在原理上十分强大。然而，这些方法的实用性受限于计算资源以及底层凸优化算法的效率与精度。我们推导了密钥速率计算问题中凸非线性半定规划 (SDP) 模型的稳定重构。我们据此开发了一种高效、精确的算法。该稳定重构基于针对线性约束和非线性量子相对熵目标函数的新颖形式的人脸约化 (FR)。这使得一种 Gauss-Newton 型内点法得以避免为获得严格可行性而引入扰动——后者是现有文献中使用的一种技巧。结果是获得了高精度的解，并带有由 FR 稳定重构给出的原始 QKD 在理论上被证明的下界。这为一般 SDP 的 FR 提供了新颖贡献。我们报告的实证结果在速度与精度上均有显著改进，并且解决了先前难以处理的问题。
引用
@article{arxiv.2104.03847,
title = {Robust Interior Point Method for Quantum Key Distribution Rate Computation},
author = {Hao Hu and Jiyoung Im and Jie Lin and Norbert Lütkenhaus and Henry Wolkowicz},
journal= {arXiv preprint arXiv:2104.03847},
year = {2022}
}
备注
Accepted by Quantum; 3 figures, 8 tables, 48 pages