State Decoding in Multi-Stage Cryptography Protocols
本文提出了一种实用的量子层析成像方法，用于解码多级密码协议中的光子状态。如果偏振角被定义在一个固定的平面上，这种方法就可以工作，正如在几个量子密码协议中所假设的那样。我们表明，如果在一个固定的平面上有2m个偏振角，我们需要m个滤波器和m2个光子通过每个滤波器。
2013-06-19 cs.CR quant-ph
Security improvement of using modified coherent state for quantum cryptography
弱相干态作为量子密码学的光子源，由于存在多光子事件和传输线损耗，在保密数据速率和传输距离上受到限制。相干态中的双光子事件可以通过双光子干涉方案取出。我们研究了在量子密码学中利用这种修改的相干态的安全问题。与相干态相比，保密数据速率提高了4dB，传输距离增加了近2倍。
2005-01-30 quant-ph
A compact QUBO encoding of computational logic formulae demonstrated on cryptography constructions
Eötvös Loránd University（厄特沃什·罗兰大学）；Groq Inc.（格罗克公司）；Wigner Research Center for Physics（维格纳物理研究中心）
本文提出一种紧凑QUBO编码方法，用于密码学算法，通过减少逻辑变量数量提升效率，展示在AES、MD5等算法中的应用效果。
2026-04-15 cs.CR math-ph math.MP
Interferometry with Faraday mirrors for quantum cryptography
提出了一种利用法拉第镜干涉仪实现23km以上光纤量子密码学的方法。该干涉仪不需要准直和偏振控制，条纹可见度可达99.8%。产生了一个20kbit长的密钥，每脉冲0.1个光子的错误率为1.35%。
1997-03-14 quant-ph
Photon-efficient quantum cryptography with pulse-position modulation
大多数现有的量子密钥分发（QKD）协议采用的二进制（每光子一比特）编码对其可实现的密钥速率施加了根本限制，特别是在与长距离光纤或卫星到地面链路相关联的高信道损耗条件下。受脉冲位置调制（PPM）方法的启发，光子饥饿的经典通信，我们设计和展示了第一个PPM-QKD，其对集体攻击的安全性是通过连续变量纠缠测量建立的，这也使得一种新的诱饵状态协议在后处理中方便地执行。我们实现了8.0 Mbit/s的吞吐量（2.5 Mbit/s的损失相当于25公里的光纤）和密钥容量高达4.0位每检测到的光子，从而证明了显着的增强所提供的高维编码。这些结果为实现高吞吐量的基于卫星或长距离光纤量子通信提供了一条新的途径，超越了光子接收速率的限制。
2015-10-21 quant-ph
Security flaw of counterfactual quantum cryptography in practical setting
最近，T. G. Noh [Phys. Rev. Lett. 103，230501（2009）]成为量子密码学中一个有趣的方向，并已被一些研究人员（如Y. Liu等人的[Phys.Rev.Lett. 109，030501（2012）]）。然而，我们发现，它是不安全的，在实际的高损耗信道设置。分析了在有耗信道中极化分裂测量攻击下的密钥速率。分析表明，当单向信道的丢失率超过$50%$时，协议是不安全的。
2014-04-26 quant-ph
Full-field mode sorter using two optimized phase transformations for high-dimensional quantum cryptography
高维编码方案已成为一种新的方式来执行量子信息任务。对于高维度，光子的时间和横向空间模式是在这样的实验中常用的两个范例自由度。然而，仍然需要用于多结果测量的通用设备来充分利用编码方案的高维性质。我们提出了一个一般的全场模式排序方案，只包括两个优化的相位元素的基础上进化算法，允许联合排序的方位角和径向模式在很宽的范围内的基地。我们进一步研究我们的方案的性能，通过模拟的背景下，高维量子密码学，高保真度的测量方案是至关重要的。
2019-05-03 physics.optics quant-ph
Quantum Cryptography with Entangled Photons
通过实现一个基于偏振纠缠光子对的量子密码系统，我们建立了高安全性的密钥，因为它近似于单光子源，并利用了量子测量的固有随机性。我们实现了一种新的密钥分配方案，使用Wigner不等式来测试量子信道的安全性，或者，实现了BB84协议的变体。我们的系统有两个完全独立的用户，相隔360米，并产生原始密钥的速率为400 - 800位/秒，误码率约为3%。
1999-12-28 quant-ph
Entangled state quantum cryptography: Eavesdropping on the Ekert protocol
利用自发参量下转换产生的偏振纠缠光子，我们实现了Ekert的量子密码协议。光子的近乎完美的相关性允许双方共享密钥。窃听者的存在是通过测量贝尔不等式不断检查。我们研究了几种可能的窃听策略，包括伪量子非破坏测量。在所有情况下，窃听者的存在是显而易见的。我们讨论一个增加她的可探测性的程序。
1999-12-23 quant-ph
``Plug and play'' systems for quantum cryptography
提出了一种基于法拉第镜的时分复用干涉仪，并将其应用于量子密钥分发。干扰脉冲遵循完全相同的空间路径，确保非常高的稳定性和自平衡。法拉第镜的使用自动补偿了传输光纤中的任何双折射效应和偏振相关损耗。第一个实验结果表明，一个23公里长的干涉仪的条纹可见度为0.9984，基于安装的电信光纤。
1996-11-25 quant-ph
Intensity and State Estimation in Quantum Cryptography
本文介绍了如何通信方可以采用强度和状态估计来检测窃听者是否已虹吸和注入光子在接收到的通信。这在基于光子偏振的随机旋转的量子密码学中是相关的。
2013-02-07 cs.CR quant-ph
Fully autocompensating high-dimensional quantum cryptography by optical phase conjugation
提出了一种基于光学相位共轭的双向量子通信系统，以实现完全自补偿的高维量子密码。我们证明了随机相移和耦合之间的2N空间和偏振光学模式所描述的SU（2N）变换由于微扰后，爱丽丝和鲍勃之间的一个单一的往返自动补偿。Bob可以使用单光子源或者相干态源，然后Alice将它们衰减到单光子水平，从而为高维QKD协议生成非微扰1-qudit态，如BB84协议，具有更高的安全性。
2020-09-29 quant-ph
Continuous variable quantum key distribution using polarization encoding and post selection
我们提出了一个使用相干偏振态的量子密钥分发协议的实验演示。后选择用于确保低错误率和安全性，即使在存在高损失的情况下也能抵御光束分裂攻击。偏振基中的信号编码和读出避免了用量子信道发送本地振荡器的困难任务。这使得我们的设置健壮且易于实现。建立了一个共享密钥，用于高达64%的损失。
2004-03-08 quant-ph
Deterministic and Highly Efficient Quantum Cryptography with Entangled Photon Pairs
我们提出了一个在4 × 4维希尔伯特空间中利用纠缠光子对实现确定性的高效量子密码协议。两个通信方，爱丽丝和鲍勃首先共享一个偏振和路径纠缠的光子对，然后每个人在两个互补的贝尔态基之一中对自己的光子进行完整的贝尔态测量。结果表明，每次测量中，Alice和Bob都记录了一个光子，可以建立一定的完美相关性，并平均产生1.5个密钥比特。协议的安全性由不可克隆定理保证。
2003-09-11 quant-ph
A Practical Trojan Horse for Bell-inequality-based Quantum Cryptography
量子密码学，或者更准确地说，量子密钥分发（QKD）是基于使用无条件安全的"量子信道“在两个用户之间共享密钥。QKD设备的制造商可以有意或无意地使用（半）经典信道而不是量子信道，这将消除所谓的无条件安全性。一个示例是BB84协议，其中量子信道可以以单光子的偏振来实现。这里，使用几个光子而不是一个光子来编码密钥的每个比特提供了一个类似但不安全的系统。对于基于违反贝尔不等式的协议（例如，Ekert协议），情况有些不同。虽然一些作者提到了这种可能性，但通常认为（半）经典信道的实现将与量子信道的实现显著不同。这里，将使用与光子偏振Ekert QKD中使用的相同的物理设置给出反例。由于物理实现是相同的，制造商可以将此修改作为特洛伊木马程序包含在制造的系统中，由窃听者随意激活。因此，密码学的古老真理仍然存在：你必须信任你的加密设备的制造商。即使你违反了贝尔不等式。
2003-03-17 quant-ph
Multi-Photon Entanglement Concentration and Quantum Cryptography
参量下转换产生的多光子态可以在偏振态和光子数上纠缠。最大的高维纠缠可以通过光子计数从这些状态集中。这使得它们成为量子密钥分发的自然候选者，其中每个检测间隔存在多于一个光子到目前为止被认为是不期望的。我们提出了一个简单的多光子协议的情况下，低损失，并指出在光子损失的纠缠的鲁棒性。
2002-06-05 quant-ph
Quantum Cryptography in Noisy Channels
我们提供了一个完整的证明量子密码的安全性对任何窃听攻击，包括相干测量，即使在存在噪声。极化为基础的加密方案被证明是等效的EPR为基础的计划。我们还表明，一个嘈杂的信道的性能接近一个无噪声的错误率趋于零。(i.e.,保密容量$C_s (ε) \to C_s (0)$为$ε\to 0$）。我们的结果的一个含义是，一个可以{\it倍}的效率，最著名的量子密码方案提出的Bennett和Bennard简单地通过分配极大不同的概率到两个共轭基。
1995-11-20 quant-ph
Hybrid ququart-encoded quantum cryptography protected by Kochen-Specker contextuality
基于互补性的量子密码协议对于利用经典资源模仿互补性的攻击是不安全的。Kochen-Specker（KS）定理提供了对这些攻击的保护，而不需要纠缠或空间分离的复合系统。我们分析了最大容许噪声，以保证对这些攻击的KS保护的密码方案的安全性，并描述了该方案的光子实现使用混合quququarts定义的偏振和轨道角动量的单光子。
2011-09-12 quant-ph
Security of two quantum cryptography protocols using the same four qubit states
第一个量子密码协议是由Bennett和Bennard于1984年提出的（BB84），近年来得到了广泛的研究。该协议使用四种状态（更准确地说，两个互补碱基）来编码经典位。最近，已经注意到，通过使用相同的四种状态，但是不同的信息编码，可以定义在实际实现中更鲁棒的新协议，特别是当使用衰减的激光脉冲而不是单光子源时[V. Scarani等人，物理修订信函{ \bf 92}，057901（2004）;称为SARG 04]。我们提出了一个详细的研究SARG 04在两个不同的制度。在第一部分中，我们考虑一个单光子源的实现：我们推导出的错误率上的界限$Q$对所有可能的攻击的窃听者的安全。获得的SARG 04（分别为$Q\lesssim 10.95%$和$Q\gtrsim 14.9%$）的下限和上限接近获得的BB 84（分别为$Q\lesssim 12.4%$和$Q\gtrsim 14.6%$）。在第二部分中，我们考虑由衰减激光组成的现实源，并通过允许Alice优化作为距离的函数的光子的平均数来改进先前的分析。SARG 04被发现比BB84，无论是在秘密密钥速率和最大可实现的距离，为广泛的类夏娃的攻击。
2005-09-05 quant-ph
Full polarization control for fiber optical quantum communication systems using polarization encoding
本文提出了一种实时偏振控制系统，该系统采用两个非正交的参考信号与数据信号在时间或波长上进行复用。理论和实验结果表明，采用闭环结构的偏振控制器可以实现对多个偏振态的完全控制。实验结果表明，可以忽略不计的增加的惩罚，对应于0.044%的平均增加的光量子误码率，可以实现响应时间小于10 ms，而没有显着的量子信道中的噪声计数的引入。
2007-10-22 quant-ph
Ternary Quantum Eraser Cryptography
Institute of Quantum Technologies and Advanced Computing, KACST（KACST量子技术与先进计算研究所）；Department of Physics, College of Science, Imam Mohammad Ibn Saud Islamic University (IMSIU)（伊玛目穆罕默德·本·沙特伊斯兰大学理学院物理系）；Department of Physics, College of Science, King Khalid University（国王哈立德大学理学院物理系）；Institute for Quantum Science and Technology and Department of Physics, Shanghai University（上海大学量子科学与技术研究院及物理系）；Shanghai Key Laboratory of High Temperature Superconductors, Shanghai University（上海大学高温超导学重点实验室）；NCQOQI, KACST（KACST国家量子光学与量子信息研究中心）
本文提出一种三进制量子擦除协议，利用三个极化态实现增强安全性的加密方法，通过减少单光子鉴别能力和限制多光子窃听策略，将窃听成功率限制在54%以下。
2026-04-23 quant-ph
Deterministic and Efficient Quantum Cryptography Based on Bell's Theorem
我们提出了一种新的基于双纠缠的量子密码协议，是高效的和确定性的。该提案使用在偏振和时间自由度上都具有纠缠的光子对;每次测量中，两个通信方都记录了一个光子，可以建立一个且只有一个完美的相关性，从而确定性地创建一个密钥位。通过违反局部真实性可以检测到Ehrman dropping。该协议的一个变体显示出更高的安全性，类似于六状态协议，在个人攻击下。我们的计划允许一个强大的实现在目前的技术。
2006-05-05 quant-ph
Manipulating Transverse Modes of Photons for Quantum Cryptography
已经提出了几种方案来扩展量子密钥分发协议，旨在提高其安全性或为量子比特实现提供新的物理衬底。我们提出了一个工具箱，共同创建，操纵和测量量子比特存储在偏振和横向模式自由度的单光子。该工具箱包括对单个量子位的本地操作，两个量子位之间的受控操作以及四维状态空间中各种非本地基的投影测量。我们描述了如何实现工具箱来执行BB84协议的扩展版本，用于这个希尔伯特空间（理想情况下每个光子传输两个密钥位）。我们提出了实验实施的测量方案，无论是在制度的强光束和单光子。因此，我们展示了实现该协议的可行性，为使用光的偏振和横模作为量子比特的量子信息处理提供了一个有趣的例子。
2013-12-19 quant-ph
Role of causality in ensuring unconditional security of relativistic quantum cryptography
量子密码的无条件安全性问题（即由自然界的基本规律而不是技术限制来保证安全性）是量子信息理论的核心问题之一。我们提出了一个相对论性量子密码系统，并证明了它对任何窃听都是无条件安全的。相对论因果关系的论点允许以简单的方式证明系统的安全性。由于所提出的协议不采用集体测量和量子码，该密码系统可以用目前最先进的纤维光学技术在实验上实现。所提出的密码系统只采用单独的测量和经典代码，此外，密钥分配问题允许推迟状态编码方案的选择，直到已经接收到状态之后，而不是在将状态发送到通信信道之前选择状态编码方案（即采用一种"antedate“编码）。
2001-06-08 quant-ph
Quantum key distribution based on phase encoding and polarization measurement
提出了一种基于本征稳定法拉第镜型迈克耳孙干涉仪和四端口偏振分束器的单向量子密钥分发方案。编码是通过相位调制器执行的，但解码是通过测量鲍勃光子的偏振状态来完成的。在50km长的光纤上，在1310nm波长处，不需要调整任何装置，消光比保持在30dB左右，几个小时之内没有变化，显示出很好的应用前景
2007-02-09 quant-ph
Experimental Quantum Secret Sharing and Third-Man Quantum Cryptography
量子秘密共享（QSS）是一种将消息分成几个部分的协议，因此没有部分的子集足以读取消息，但整个集合足以读取消息。在该方案中，Alice、Bob和Charlie三方共享一个三光子纠缠态，Charlie通过对自己的光子进行适当的偏振测量并宣布自己选择的偏振基，迫使Alice和Bob合作建立密钥。类似地，在第三人量子密码学（TQC）中，第三人查理可以控制爱丽丝和鲍勃是否可以以安全的方式进行通信，而他对爱丽丝和鲍勃之间的通信内容没有任何访问权。虽然QSS和TQC对于先进的量子通信是必不可少的，但低强度的多光子纠缠源使其实现成为一个极端的实验挑战。在这里，利用高强度的四光子纠缠源，我们报告的QSS和TQC的实验实现。在实验中，使用一个简单的错误减少方案，获得了一个低量子比特错误率（QBER）0.35%的密钥。
2005-05-25 quant-ph
Reduced State Embedding for Error Correction in Quantum Cryptography
Technion - Israel Institute of Technology（以色列理工学院）；Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）
本研究提出了一种基于降维嵌入的量子密码学错误校正方法，通过优化k值提升密钥率，推动高维QKD的发展。
2025-10-28 quant-ph
Multiphoton and side-channel attacks in mistrustful quantum cryptography
不可信密码学包括重要的任务，如比特承诺，不经意传输，硬币翻转，安全计算，位置认证，数字签名和安全不可伪造的令牌。实际的量子实现目前使用光子设置。在许多这样的实现中，Alice发送对量子态进行编码的光子脉冲，并且Bob选择对这些状态的测量。在实践中，Bob通常使用单光子阈值探测器，其无法区分探测到的脉冲中的光子数量。此外，损耗和其他缺陷要求Bob报告检测到的脉冲。因此，恶意的Alice可以发送和跟踪多光子脉冲，从而获得有关Bob测量选择的信息，从而违反协议的安全性。在这里，我们提供了一个理论框架来分析这种多光子攻击，并提出了已知的和新的攻击。我们用一个实验来说明这些攻击的威力，并研究它们在早期不信任量子密码学实验演示中的应用。我们分析了基于选择性报道的对策，并证明了它们的不足。我们还讨论了侧信道攻击，其中Alice控制进一步的自由度或发送其他物理系统。
2021-09-08 quant-ph
Asymptotic security analysis of teleportation based quantum cryptography
我们证明了[Opt.Commun. 283，184（2010）]，其仅使用对从Alice传送到Bob的经典比特进行编码的正交状态来构建，对于所有类型的个体和集体攻击是渐进安全的。然后，我们调查修改该协议，导致更大的秘密密钥速率和安全性对连贯的攻击。换句话说，我们展示了一个无条件安全的量子密钥分发协议，该协议不需要非正交的量子态来编码从Alice发送到Bob的密钥的比特。我们还重新审视BB84协议的安全性证明，通过探索其基于纠缠的表示的施密特分解的非唯一性。这使我们能够在与标准安全分析相比稍大的量子比特错误率（量子通信信道的噪声）的情况下实现密钥的安全传输。
2020-06-08 quant-ph
Silicon-based decoder for polarization-encoding quantum key distribution
基于硅基偏振编码的量子密钥分发（QKD）由于其低成本和鲁棒性而得到了广泛的研究。然而，考虑到在芯片上制造偏振独立组件的困难，先前的研究已经利用芯片外器件来解调量子态或执行偏振补偿。在本文中，我们提出了一个完全基于芯片的偏振编码QKD解码器。该芯片实现了偏振态分析仪，并在不需要额外硬件的情况下补偿BB84协议。它是基于一个偏振到路径转换方法，使用偏振分裂器旋转器。该芯片是使用标准的硅光子铸造厂制造的;它具有紧凑的设计，适合大规模生产。在实验稳定性测试中，在没有任何偏振反馈的情况下连续工作10 h，平均量子误码率达到$0.56\%$。此外，使用开发的反馈算法，该芯片实现了光纤偏振漂移的自动补偿，这是由一个随机的光纤偏振扰码器模拟。在QKD演示的情况下，我们在100 km的光纤线轴上获得了240 bps的有限密钥秘密速率。这项研究代表了QKD系统集成，实用和大规模部署的重要一步。
2022-12-08 quant-ph
Experimental Demonstration of Polarization Encoding Measurement-Device-Independent Quantum Key Distribution
我们展示了偏振编码测量设备无关的量子密钥分发（MDI-QKD）的第一个实现，这是免疫所有检测器的侧信道攻击。每个单独的脉冲的主动相位随机化被实现以防止对不完美源的攻击。通过优化诱饵状态协议中的参数，我们表明在大光纤距离上实现偏振编码MDI-QKD是可行的。1600比特的安全密钥在由10公里电信光纤分隔的双方之间生成。我们的工作提出了构建MDI-QKD网络的可能性，在该网络中，复杂而昂贵的检测系统放置在中心节点中，连接到它的用户可以通过使用紧凑且低成本的设备制备偏振量子比特来进行保密通信。由于MDI-QKD与量子网络高度兼容，我们的工作使量子互联网的实现更近了一步。
2013-07-24 quant-ph
Parity-Based Time-Bin Encoding Enabling SWAP Between Polarization and Time-Bin Qubits
Carleton University（卡尔顿大学）
该研究提出基于奇偶性的时间-bin编码，结合偏振控制延迟线与周期折射率调制实现偏振和时间-bin量子比特间的确定性SWAP操作，还分析了相关错误概率与时间分辨率约束。
2026-10-16 quant-ph
The Initial Experimental Guide to Implement QKD Polarization Encoding System at Telecom Wavelength
本文提出在电信波长下用弱相干脉冲和普克尔盒实现QKD偏振编码的实验方案，在5公里光纤上以10比特/秒分发密钥并验证了实验室级可行性。
2025-06-03 quant-ph
High-fidelity linear optical quantum computing with polarization encoding
我们表明，KLM方案[Knill，Laflamme和Milburn，Nature { \bf 409}，46]可以使用偏振编码来实现，从而将所需的路径模式的数量减少一半。这种新的实现方式的主要优点之一是，它自然地结合了丢失检测机制，该机制使得当考虑非理想检测器时，门引入未检测到的错误的概率仅取决于检测器暗计数率而独立于其效率。由于目前可获得非常低的暗计数率检测器，因此可以使用偏振编码来实现高保真度门（以门成功为条件的$10^{-6}$阶误差概率）。探测器效率决定了门的总体成功概率，但不影响其保真度。这可以应用于量子计算中具有非常高保真度的光团簇态的有效构造。
2005-09-23 quant-ph
Entanglement and teleportation between polarization and wave-like encodings of an optical qubit
光是各种量子信息处理和存储设备之间不可替代的通信手段。由于它们不同的物理性质，这些器件中的一些更强地耦合到量子光波的离散自由度，而一些耦合到量子光波的连续自由度。因此，希望开发一种技术能力来相互转换以这些自由度编码的量子信息。在这里，我们产生和表征的纠缠态之间的双轨（偏振编码）的单光子量子比特和量子比特编码为相反振幅的相干态的叠加。我们还展示了这种状态作为这些编码之间的量子信息接口资源的应用。特别是，我们展示了一个极化量子比特到一个自由传播的连续变量量子比特的隐形传态。
2017-12-29 quant-ph
A min-entropy uncertainty relation for finite size cryptography
除了它们的基础意义，熵不确定性关系在证明量子密码协议的安全性方面起着核心作用。因此，特别感兴趣的是BB84和六状态编码的平滑最小熵方面的关系。以前，强不确定性关系，得到了有效的大块长度的限制。在这里，我们证明了一个新的不确定性关系的光滑的最小熵，只是稍微不那么强，但具有至关重要的性质，它可以应用到相当小的块长度。这为许多密码协议的实际实现铺平了道路。作为我们的证明的一部分，我们表现出紧密的不确定性关系的家庭Renyi熵，可能是独立的利益。
2014-05-14 quant-ph
Experimental wavelength-multiplexed entanglement-based quantum cryptography
在现有的量子密钥分发（QKD）系统中，提高密钥生成速率的主要限制因素是探测光子的时间分辨率。在这里，我们提出并通过实验证明了一种克服这种限制的策略，也适用于高损耗和长距离的实现。我们利用纠缠光子的内在波长相关性，利用波长复用从偏振纠缠产生量子安全密钥。所提出的方法可以集成到基于光纤和卫星的量子通信方案中，而无需对大多数类型的纠缠源进行任何更改。这种技术具有巨大的缩放潜力，允许增加几个数量级的安全密钥速率相比，非复用方案。
2021-06-25 quant-ph
Photonic qubit encoding interconversion for heterogeneous quantum networking
Technergetics LLC（Technergetics有限责任公司）；Booz Allen Hamilton（博思艾伦咨询公司）；Air Force Research Laboratory（空军研究实验室）；Murray Associates of Utica（尤蒂卡穆雷协会）
研究提出一种将光子量子比特编码从偏振基转换到时间-bin基的协议，通过光纤传输实现纠缠分发，并展示了在异构量子网络中连接不同量子比特平台的实用方法。
2026-04-02 quant-ph
Experimental Fault-Tolerant Quantum Cryptography in a Decoherence-Free Subspace
实验实现了一个在无消相干子空间（DFS）中使用双光子的容错量子密钥分发协议。结果表明，我们的协议可以产生良好的密钥速率，即使大的比特翻转错误率所造成的集体旋转，而通常实现的BB84协议不能产生任何安全的最终密钥给定相同的信道。由于实验是在偏振空间进行的，不需要参考系的标定，因此在自由空间量子通信中具有重要的应用前景。此外，我们的方法也可以用来鲁棒地传输一个任意的二能级量子态的DFS类型。
2005-08-22 quant-ph
Experimental Long-Distance Decoy-State Quantum Key Distribution Based On Polarization Encoding
我们在102 km的偏振空间中实现了单向量子通信的诱骗态量子密钥分发（QKD）。此外，我们简化了实验装置，只用一个探测器实现了75 km以上的单向诱饵态量子密钥分配，克服了由于探测器效率失配而导致的安全漏洞。我们的实验实现确实可以提供无条件安全的最终密钥。我们在实验中对光源的脉冲采用了0，0.2和0.6三种不同的强度。为了消除长距离单模光纤中偏振模色散的影响，采用自动偏振补偿系统实现了有源补偿。
2007-01-09 quant-ph
Low loss QKD optical scheme for fast polarization encoding
提出了一种新的BB84协议量子密钥分发（QKD）的光方案。提出的装置包括一个紧凑的全光纤偏振编码光学方案的基础上铌酸锂相位调制器，单激光源和两个单光子探测器。光学方案由标准通信组件组成，适用于光纤和自由空间量子通信信道。Bob设备中的低损耗（~2dB）提高了密钥生成速率和距离限制。提出了一种新的解决铌酸锂晶体偏振模色散（PMD）问题的方法，使两块晶体相互抵消。在实验室条件下，在50公里的标准光纤上以10 MHz重复频率进行了几次概念验证实验，并在30公里的城市光纤上进行了高损耗（13 dB）实验，这是QKD网络中的一条链路。为了实现这一目标，已经开发了校准算法，使系统能够自主工作，并使其有希望用于实际应用。
2017-09-19 quant-ph
Noise Analysis for two Quantum Cryptography Protocols
本文对基于随机偏振旋转的两阶段和三阶段量子密码协议进行了噪声分析。所使用的噪声模型是误差在与每个链路相关联的某个小范围上均匀分布的噪声模型，而不考虑误差的来源。不同链路中的噪声被认为是独立的。给出了在低强度激光系统中使用这些协议的优点。
2012-07-28 cs.CR quant-ph
Cryptanalysis of a Practical Quantum Key Distribution With Polarization-Entangled Photons
最近，已经描述了量子密钥交换协议，该协议用作通过量子密码术保护实际银行交易的基础[quant-ph/0404115]。在这里，我们表明，所应用的身份验证方案是不安全的，在这个意义上，攻击者可以挑起的情况下，密钥交换的发起者和响应者最终与不同的密钥。此外，可能发生的是，攻击者可以解密用导出的加密密钥保护的明文的一部分。
2004-07-16 quant-ph
Theoretical study of polarization tracking in satellite quantum key distribution
自由空间量子密钥分发通常采用基于偏振编码的BB84和B92协议。偏振跟踪技术是星载量子密钥分发的关键技术之一。由于卫星的运动会改变光子的偏振态，因此发射机和接收机都需要具有跟踪偏振方向变化的能力，以实现量子密码协议。分析了基于法拉第效应和半波片的偏振跟踪原理。给出了6种光子偏振态在3种共轭基中的变换，分析了BB84和B92协议中基于偏振跟踪的量子密钥编码原理。
2005-04-11 quant-ph
The Secrecy Capacity of Practical Quantum Cryptography
量子密码学由于其提供无法通过任何计算努力解密的秘密通信的潜力而引起了最近的关注。这是对BB84协议的实际实现的保密性的第一次分析，该BB84协议同时考虑到并呈现了针对由于激光器的衰减输出中包含多个光子的脉冲的存在、密钥材料的各个块的有限长度、由于纠错的损失、隐私放大、连续认证、偏振检测中的误差、检测器的效率以及传输介质中的衰减过程。该分析解决了对单个光子的窃听攻击，而不是一般的集体攻击。特别重要的是，第一次推导出必要和足够的隐私放大压缩量，以确保对密钥材料丢失的保密性，这是当窃听者对包含多个光子的脉冲进行优化的单独攻击时发生的。结果表明，只有一小部分的信息在多光子脉冲实际上是丢失的窃听。
2001-06-06 quant-ph
Continuous-variable quantum cryptography with discrete alphabets: Composable security under collective Gaussian attacks
我们考虑离散字母编码的连续变量量子密钥分发。特别是，我们研究的协议中的信息被编码在相位的位移相干（或热）状态，即使结果可以直接扩展到任何协议的基础上有限星座的位移高斯状态。在这种情况下，我们提供了一个可组合的安全分析，在有限大小的制度假设现实的，但限制性的集体高斯攻击的假设。在这个假设下，我们可以有效地估计信道的参数，通过极大似然估计和限制在最终的密钥速率相应的误差。
2021-01-15 physics.data-an quant-ph
Eavesdropping and countermeasures for backflash side channel in quantum cryptography
量子密钥分发（QKD）保证了信息论上的密钥安全，只要设备的性能符合理论模型中的假设。其中一个假设是不存在关于接收器单元的个体光子探测结果的信息泄漏。在这里，我们研究了由于单光子探测器中的探测事件（回闪）引起的光子发射而导致的QKD接收器的信息泄漏。我们测试了商用硅雪崩光电二极管和一个光电倍增管，发现前者会发射回闪。我们研究了这些逆闪光子的光谱、时间和偏振特性。我们在自由空间QKD接收机上实验证明，窃听者可以区分哪个探测器在里面点击，从而获取秘密信息。从理论上和实际设备上提出了一套相应的对策。
2018-08-01 quant-ph
A polarization quantum key distribution scheme based on phase matching
量子密钥分发协议可以对单个量子态进行编码，实现通信中信息理论上安全的密钥分发协议。在实际的量子密钥分配实验系统中，通常有两种编码方法，即相位编码和偏振编码。Ma等人[Phase-Matching量子密钥分发，Phys. Rev. X.，2018，8（3）]提出了相位匹配QKD协议，该协议具有高传输率，是测量设备无关QKD的扩展。本文成功地给出了该PM-QKD协议的极化方案，极化方案中的基是任意的，并且消除了检测器侧信道攻击。此外，我们给出了极化方案的安全性分析和仿真结果，并与BB84协议进行了比较。仿真结果表明，在固定密钥速率下，该协议在传输距离方面优于BB84协议。
2020-03-09 quant-ph
Time-bin to Polarization Conversion of Ultrafast Photonic Qubits
量子信息在光子时间仓量子比特中的编码适合于长距离量子通信方案。在实践中，由于诸如检测器响应时间或共极化时间仓可以被切换的速度之类的技术约束，其他编码（例如极化）通常优选用于像状态检测这样的操作。在这里，我们提出了使用基于超快光学克尔快门的方法在偏振和时间仓编码之间进行量子比特转换，并在快门速度接近1 ps的情况下获得97%的效率和0.827+/-0.003的平均保真度。我们的演示描绘了混合和高速光量子网络的发展的基本要求。
2017-11-27 quant-ph
Introduction to Quantum Cryptography
我们详细介绍了四个量子密钥分发协议，开创了量子密码学的重要领域，使用本科生容易理解的语言。我们开始介绍BB84协议，它使用光子的偏振态来传输密钥。因此，我们展示了E91协议，其安全性是基于使用单态来生成一个随机的比特序列。最后，我们介绍了BBM92和B92协议。后两个协议可以看作是前两个协议的简化版本。
2005-11-14 physics.ed-ph quant-ph
Practical Quantum Key Distribution with Polarization-Entangled Photons
我们提出了一个纠缠态量子密码系统，第一次在现实世界中的应用场景。完整的密钥生成协议在两个分布式嵌入式硬件设备之间实时执行，这两个设备通过1.45公里的光纤连接，安装在维也纳污水系统中进行本实验。生成的量子密钥立即被移交并由安全通信应用程序使用。
2004-04-23 quant-ph
Entanglement witnessing and quantum cryptography with non-ideal ferromagnetic detectors
我们从理论上研究了在输运实验中利用非理想铁磁接触探测电子自旋的量子纠缠。我们使用一个指定的纠缠见证，并找到一个最小的自旋极化$η> 1/\sqrt{3} \approx 58 %$证明自旋纠缠。这比用$η> 1/\sqrt[4]{2}\approx 84%$检验贝尔不等式的普遍存在的方法要严格得多。此外，我们讨论了退相干和噪声对纠缠检测的影响，并将所提出的框架应用于一个简单的量子密码协议。我们的结果是直接适用于各种各样的实验。
2014-03-05 cond-mat.mes-hall quant-ph
High-dimensional quantum cryptography with twisted light
量子密钥分发（QKD）系统通常依赖于光的偏振来进行编码，从而限制了每个光子可以发送的信息量，并且对这种系统可以容忍的错误设置了严格的界限。在这里，我们描述了一个原理验证实验，表明基于光场的横向结构的高维QKD的可行性，允许每个光子传输超过1比特。我们的实现使用光子的轨道角动量（OAM）和相应的角位置（ANG）的相互无偏的基础。我们的实验使用了一个数字微镜设备，用于快速产生OAM和ANG模式在4 kHz，和模式分类器能够分选单光子的OAM和ANG含量的基础上，分离效率为93\%。通过使用一个7维字母编码的OAM和ANG基地，我们实现了2.05位每筛选光子的信道容量。我们的实验表明，除了具有增加的信息容量，基于空间模式编码的QKD系统将更宽容的错误，从而更强大的窃听攻击。
2014-10-06 physics.optics quant-ph
Threshold Quantum Cryptography
目前大多数关于量子密码学的研究都需要传输和接收单光子，这给实现带来了严峻的挑战，并限制了范围。本文讨论了阈值量子密码协议的发展，在该协议中，只要Alice和Bob之间交换的光子数低于指定的阈值，系统就是安全的。我们说一个（p-k-n）阈值系统，如果交换的光子数小于p，系统是完全安全的，当它在p和k之间时，系统是部分安全的，当它超过k时，系统是不安全的。BB84协议是（1-1-1），而三阶段协议似乎是（p-4p-n），其中p是确定相同制备光子的偏振状态所需的最少光子数。应该寻找新的量子密码系统，在p和k的选择上提供更大的灵活性。
2013-10-23 cs.CR quant-ph
