对称保护隐私:在噪声信道上突破速率-距离线性界
量子物理
2020-07-01 v1
摘要
限制量子密钥分发性能的两个主要因素是信道传输损耗与噪声。此前,人们认为一个线性界对速率-透射率性能设定了上限。值得注意的是,近期提出的双场与相位匹配量子密钥分发方案已被证明可克服该线性界。在实践中,由于传输中光信号相位涨落难以处理,这些方案承受较大的误码率,使实验实现极具挑战。此处,我们基于不同原理——编码对称性——证明安全性,弥补了这一差距。借助基于对称性的安全性证明,我们能将隐私与信道扰动解耦,最终消除安全密钥分发对比特误码率的限制。即,相位匹配方案即便在高达50%的高比特误码率下也能产生正密钥率。仿真中,在典型实验参数下,该密钥率在13%误码率时即可打破线性界。同时,我们给出了该方案的有限数据量分析,其能以10^{12}的合理数据量打破该界。受高损耗与高误码容忍度鼓舞,我们期望基于对称保护隐私的方法能为量子密钥分发的安全性提供新见解。
引用
@article{arxiv.1910.05737,
title = {Symmetry-protected privacy: beating the rate-distance linear bound over a noisy channel},
author = {Pei Zeng and Weijie Wu and Xiongfeng Ma},
journal= {arXiv preprint arXiv:1910.05737},
year = {2020}
}
备注
23 pages, 6 figures