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使用相同四量子比特态的两种量子密码协议的安全性

量子物理 2009-11-11 v2

摘要

第一个量子密码协议由 Bennett 和 Brassard 于 1984 年提出(BB84),近年来已被广泛研究。该协议使用四个态(更确切地说,两个互补基)来编码经典比特。最近人们注意到,使用相同的四个态但不同的信息编码方式,可以定义一种在实际实现中更鲁棒的新协议,特别是在使用衰减激光脉冲代替单光子源时 [V. Scarani 等,Phys. Rev. Lett. {\bf 92}, 057901 (2004);称为 SARG04]。我们详细研究了 SARG04 在两种不同体制下的表现。在第一部分,我们考虑使用单光子源的实现:我们推导出针对窃听者所有可能攻击的安全误码率 QQ 的界限。为 SARG04 得到的下界和上界(Q10.95Q\lesssim 10.95%Q14.9Q\gtrsim 14.9% 分别)接近于为 BB84 得到的那些(Q12.4Q\lesssim 12.4%Q14.6Q\gtrsim 14.6% 分别)。在第二部分,我们考虑由衰减激光组成的实际源,并通过允许 Alice 优化平均光子数作为距离的函数来改进先前的分析。发现对于广泛一类 Eve 的攻击,SARG04 在密钥率和最大可达距离上都优于 BB84。

关键词

引用

@article{arxiv.quant-ph/0505035,
  title  = {Security of two quantum cryptography protocols using the same four qubit states},
  author = {Cyril Branciard and Nicolas Gisin and Barbara Kraus and Valerio Scarani},
  journal= {arXiv preprint arXiv:quant-ph/0505035},
  year   = {2009}
}

备注

19 pages, 7 figures, published version