An improved two-way continuous-variable quantum key distribution protocol with added noise in homodyne detection
通过在接收端的零差检测中加入适当的随机噪声，提出了一种改进的双向连续变量量子密钥分发（CV QKD）协议，并分析了该协议抵抗一般集体攻击的安全性.在集体纠缠克隆攻击下的仿真结果表明，尽管双向信道间的相关性使密钥速率相对于不相关信道略有下降，但双向协议的性能仍远优于单向协议.重要的是，在检测中增加的噪声是有益的秘密密钥速率和可容忍的额外噪声的双向协议。具有90%的合理协调效率，具有添加噪声的双向CV QKD允许在60 km光纤距离上分发密钥。
2013-05-05 quant-ph
A Practical Semi-Quantum Signature Protocol with Improved Eavesdropping Detection
School of Mathematics and Statistics, Wuhan University（武汉大学数学与统计学院）
本文提出一种基于贝尔态的实用半量子签名协议，仅需签名者具备全量子能力，改进窃听检测机制以增强安全性，确保在已生成签名被篡改时仍保持安全。
2026-04-17 quant-ph
Asymptotic adaptive bipartite entanglement distillation protocol
我们提出了一个新的渐近二部纠缠蒸馏协议，优于所有现有的渐近计划。该协议是在育种协议的基础上，结合了双向经典通信。与育种一样，该协议从无限数量的贝尔对角混合状态的副本开始。育种可以作为部分信息提取的连续阶段进行，产生相同的结果：以一个纯贝尔状态对（ebit）为代价（测量）获得一位信息。我们的协议的基本原则是在每一个阶段，以取代测量ebits上的有限数量的副本，每当有两个等概率的结果的测量。在这种情况下，全局状态的熵减少了不止一位。因此，每次这样的替换都会导致协议的改进。我们解释了我们的协议是如何组织的，以便有尽可能多的替换。然后计算Werner态的产率。
2006-05-17 quant-ph
Improved one-way rates for BB84 and 6-state protocols
本文研究了结合局部随机化技术或噪声预处理技术和结构化分组码技术在量子密钥分发（QKD）协议中的优势。扩展[Smith，Renes和Smolin，quant-ph/0607018]关于BB84的结果，我们将6状态协议的错误率的最佳下限从单独局部随机化的14.11%提高到至少14.59%。此外，我们还研究了迭代组合预处理方案的效果，并发现BB84协议已经在小块长度的进一步改进。
2008-03-05 quant-ph
An Improved Asymptotic Key Rate Bound for a Mediated Semi-Quantum Key Distribution Protocol
半量子密钥分发（SQKD）协议允许在两个用户Alice和Bob之间建立秘密密钥，当两个用户中的一个（通常是Bob）本质上是受限的或“经典的”时。最近的研究表明，如果双方都使用量子服务器的服务，则协议在本质上是有限/经典的。这些协议被称为介导SQKD协议。然而，这个服务器是不可信的，事实上是对抗性的。本文重新考虑了一个中介SQKD协议，给出了它的无条件安全性的一个新证明，特别是在渐近情形下，给出了它的密钥速率的一个新下界。此外，我们证明了这个新的下限是对先前工作的改进，从而表明所讨论的协议可以容忍比以前认为的更高的错误率。
2015-09-16 quant-ph
Improved Eavesdropping Detection Strategy in Quantum Direct Communication Protocol Based on Four-particle GHZ State
为了提高两步量子直接通信协议中的窃听检测效率，提出了一种改进的四粒子GHZ态窃听检测策略，利用四粒子GHZ态检测窃听者。在安全性分析中，引入了熵理论的方法，利用窃听者所能获得的信息与所引入的干扰之间的约束，对两种检测策略进行了定量比较。当窃听者意图获取所有信息时，采用EPR对块作为检测粒子的两步量子直接通信协议的窃听检测率为50%，而提出的策略的检测率为88%.最后对协议的安全性进行了讨论。分析结果表明，该窃听检测策略具有更高的安全性。
2011-10-25 quant-ph
Improved Direct Counterfactual Quantum Communication
最近，人们利用链式量子芝诺效应提出了一种新的直接反事实量子通信协议。我们发现，由于“链式”的副作用，导致Alice和Bob之间的等效光学距离急剧增加，该协议在实际信道中还远未得到广泛应用。因此，不仅单个比特的传输时间成倍增加，而且协议对噪声更加敏感。在此，我们提出了一种改进的协议，在该协议中，量子干涉被用来破坏由“链式”效应引起的嵌套结构。此外，我们证明了一个更好的反事实是更容易实现，并表明我们的协议优于前者在噪声的存在。
2015-05-05 quant-ph
Asymptotically Optimal prepare-measure Quantum Key Distribution Protocol
针对制备-测量QKD协议的最优安全界限问题，论文提出协议抽象并分析正交与非正交编码情形，给出不同C-NOT攻击下的渐近最优QBER界限。
2023-08-19 quant-ph
Improved finite-size effects in QKD protocols with applications to decoy-state QKD
本文通过精细化集中不等式和改进二阶修正项，提出了更紧致的QKD有限尺寸安全性证明，并将其应用于诱骗态BB84协议及相干攻击场景。
2025-02-07 quant-ph
Improved Loss-Tolerant Quantum Coin Flipping
本文提出了一个偏差为0.359的容错量子强抛硬币协议。这是对Berlin等人方案[BBBG 08]的改进，其偏倚为0.4。为了实现这一点，我们延长柏林等。的协议，增加了一个加密步骤，隐藏一些信息，直到鲍勃确认他成功地测量。我们还表明，使用数值分析，我们不能通过考虑k倍重复柏林等人的协议，k > 2，以改善这种偏见。
2011-03-11 quant-ph
Thermodynamic Analysis of Algorithmic Cooling Protocols: Efficiency Metrics and Improved Designs
本文从热力学视角系统分析算法冷却协议，统一冷却极限表达式，提出性能系数和朗道尔比两个效率度量，并设计出以更低功输入达到目标温度的改进协议。
2024-02-19 quant-ph
Improved Quantum Communication Complexity Bounds for Disjointness and Equality
我们证明了新的界限的量子通信的不相交性和平等的问题的复杂性。对于精确的和不确定的协议的情况下，我们表明，这些复杂性都等于n+1，以前的最佳下界是n/2。我们证明了这一点，通过改进德沃尔夫的非确定性协议的一般范围。我们还给出了一个O（sqrt{n}c^{log^* n}）-qubit有界错误的不相交协议，修改和改进了Buhrman，Cleve和Wigderson的早期O（sqrt{n}log n）协议，并证明了一个Omega（sqrt{n}）下界的协议，包括BCW协议以及我们的新协议。
2001-09-14 cs.CC quant-ph
Mediated Semi-Quantum Key Distribution with Improved Efficiency
中介半量子密钥分发涉及使用两个终端用户，这两个终端用户具有非常有限的、几乎是经典的能力，他们希望使用可能是对抗性的全量子服务器的帮助来建立共享密钥。本文提出了一种新的中介半量子密钥分发协议，扩展了已有的工作，该协议具有渐近完美的效率。虽然这是以降低噪声容限为代价的，但我们的协议与以前的工作向后兼容，因此用户可以很容易地切换到旧的协议。（通常效率较低）协议，如果噪声水平足够高，以证明它的安全性，我们展示了一个有趣的减少，从中介半量子的情况下，一个完全量子纠缠为基础的协议，这可能是有用的，当证明其他多，用户QKD协议。
2022-05-24 quant-ph
Improved Reconciliation With Polar Codes In Quantum Key Distribution
量子密钥分发（QKD）是一种加密系统，它生成由两个合法方共享的信息理论上安全的密钥。QKD包括两个部分：量子和经典。后者被称为经典后处理（CPP）。信息协调是合作伙伴关系的一部分，其中各方被赋予相关变量，并试图消除它们之间的差异，同时披露最低限度的信息。被称为\emph{Cascade}的优雅协调协议是在1992年专门为QKD开发的，并且已经成为所有QKD实现的事实标准。然而，该协议是高度互动的。因此，已经研究了基于线性分组码（诸如汉明码、低密度奇偶校验（LDPC）码和极化码）的其他协议。特别地，使用LDPC码的和解由于其出色的性能而被主要研究。然而，在小块大小的情况下，极化码在具有循环冗余校验（CRC）的连续消除列表（SCL）解码下的比特出错率性能与现有技术的turbo和LDPC码相当。在这项研究中，我们展示了使用极化码，以提高性能的信息协调在一个小块大小的量子密钥分配系统。极化码的最佳解码器，CRC辅助SCL解码器，需要CRC预编码的消息。然而，作为QKD中筛选密钥的消息由于QKD协议的特性而被任意获得，并且不能被CRC预编码。我们提出了一种方法，允许任意获得的筛选密钥通过引入虚拟字符串进行CRC预编码。因此，最好的解码器可以用于使用极化码的和解，并提高了协议的效率。
2018-05-14 cs.IT math.IT quant-ph
Improved Four-state Continuous-variable Quantum Key Distribution with Long Secure Distance
四态连续变量量子密钥分发（CVQKD）协议具有较长的实用安全距离\cite{Leverrier_PRL_2009}，但存在参数估计困难的问题。我们提出了一种改进的四状态协议，其中的协方差矩阵可以估计从实验数据，而不使用线性信道假设，从而确保其在渐近极限的无条件安全。新方案保留了四态协议协调效率高、安全距离长的优点，并且可以在现有技术条件下实现。
2012-02-04 quant-ph
All three-angle variants of Tsirelson's precession protocol, and improved bounds for wedge integrals of Wigner functions
本文刻画Tsirelson进动协议的全部三角度变体，给出连续变量最大分数的更紧界及Wigner楔形负性界，并证明离散变量中改角可提升自旋系统检测能力。
2025-09-29 quant-ph
Asymptotic security of discrete-modulation protocols for continuous-variable quantum key distribution
我们考虑离散调制协议的连续变量量子密钥分发（CV-QKD），采用调制星座组成的有限数量的相干态，并使用零差或外差检测接收器。我们建立了一个集体攻击的渐近制度的安全证明，我们提供了一个公式，可实现的密钥速率。以前的工作建立了使用两个或三个相干态的离散调制CV-QKD协议的安全性证明。我们的方法的主要组成部分包括近似一个复杂的，各向同性的高斯概率分布的有限大小的高斯-厄米星座，应用熵连续性界限，并利用以前的高斯调制协议的安全性证明。作为我们的方法的应用程序，我们计算的秘密密钥率可实现的有损热玻色子信道。我们表明，离散调制协议的速率接近高斯调制协议实现的星座大小增加的速率。对于纯损耗信道，我们的结果表明，在高损耗状态下，对于足够大的星座大小，可实现的关键速率最佳地缩放，即，与通道的透射率成比例。
2021-01-19 quant-ph
QKD parameter estimation by two-universal hashing
本文提出并证明了一种QKD协议的安全性，该协议使用双泛散列代替随机抽样来估计比特翻转和相位翻转错误的数量。该协议大大优于以前的小块大小的QKD协议。更一般地，对于双通用散列QKD协议，渐近密钥速率与有限密钥速率之间的差随着量子比特的数量$n$减小为$cn^{-1}$，其中$c$取决于安全参数。为了进行比较，对于使用随机采样并具有相同渐近速率的优化协议，相同的差的减小不会比$c'n^{-1/3}$快，其中$c'$取决于安全参数和错误率。
2023-01-11 cs.CR cs.IT math.IT
Improved DIQKD protocols with finite-size analysis
针对现有有限密钥长度DIQKD安全性证明无法覆盖改进型协议的问题，提出通用紧界证明框架与渐近密钥率计算方法，将去极化噪声容忍阈值提升至9.33%，还通过预共享种子改进随机密钥测量协议，大幅提高净密钥生成速率。
2023-07-24 quant-ph
Refined security proof of the round-robin differential phase shift quantum key distribution and its improved performance in the finite-sized case
在众多的量子密钥分发（QKD）协议中，循环差分相移（RRDPS）协议是一种独特的协议，它可以在不监测信号扰动的情况下限制信息泄漏量。然而，为了加快协议的实现，形成单个块的脉冲的数量应该保持较小，这显著降低了原始安全证明中的密钥速率。在本文中，我们改进了RRDPS协议的安全性证明在有限大小的制度，实现了更严格的估计信息泄漏，而不改变原来的实验设置。因此，我们得到更好的密钥速率在渐近和有限大小的情况下，同时保持较好的功能的协议，如省略相位随机化。
2019-02-08 quant-ph
Asymptotic optimality of twist-untwist protocols for Heisenberg scaling in atomic interferometry
用于量子精密测量的扭转-解扭协议由以下的一系列应用组成：1。单一非线性动力学（例如，自旋压缩或克尔非线性），2.参数化动态$U(ϕ)$（例如，集体旋转或相空间位移），3.步骤1的时间反转应用。已知此类协议可以产生允许海森堡缩放的状态，用于实验上可访问的$ϕ$估计量，即使非线性的应用时间比产生薛定谔猫态所需的时间短得多。在这项工作中，我们证明了扭转-解扭协议提供了最低的估计误差之间的量子精密测量协议，利用两个调用弱非线性演化和读出只涉及测量的自旋算子$\vec{n}\cdot \vec{J}$，渐近粒子数。我们考虑以下物理设置：由单轴扭转$J_{z}^{2}$产生的全对全相互作用（例如，相互作用的玻色气体），可区分的或玻色原子的恒定有限范围自旋-自旋相互作用（例如，俘获离子或里德伯原子或晶格玻色子）。在这些设置中，我们进一步表明，最佳的扭曲-untwist协议渐近实现各自的量子克拉美罗界的$85\%$和$92\%$。我们发现，如果twist-untwist协议可以无噪声地迭代为$L$层量子交替算符，则twist-untwist协议的误差可以减少$L$的因子而不增加自旋测量的噪声。
2022-04-13 cond-mat.quant-gas quant-ph
Quantum Key Distribution in the Non-Asymptotic Regime
这是一篇提交给德国汉诺威莱布尼茨大学的关于非渐近体制下量子密钥分发的学士论文。它处理的问题是如何生成一个密钥来加密两个诚实方之间的消息，窃听者不会获得任何信息。本论文的目的是对量子密钥分发协议的制备和测量及其安全性证明的研究现状进行综述，重点研究了非渐近情形下的量子密钥分发协议。因此，我们提出了协议的不同步骤，并在BB84协议的帮助下回溯它们。最后，我们对该协议的量子容量进行了详细的分析和计算。
2015-11-20 quant-ph
Overcoming entropic limitations on asymptotic state transformations through probabilistic protocols
研究证明在允许概率成功的随机协议下，基于 Hilbert 投影度量正则化的新熵量能突破量子相对熵对渐近状态转换速率的限制，并给出了概率资源蒸馏协议的紧致强逆界。
2023-04-03 math-ph math.MP quant-ph
Fast quantum control of cavities using an improved protocol without coherent errors
针对短脉冲下SNAP门相干误差限制性能的问题，提出通过使脉冲时间超过特定限值完全抑制相干误差的方法，缩短门时间减少非相干误差，仅需少量频率分量且兼容容错方案。
2024-11-28 quant-ph
Improved Semi-Quantum Key Distribution with Two Almost-Classical Users
半量子密钥分发（SQKD）协议试图在用户之间建立一个共享的秘密密钥，以对抗计算上无界的对手。与标准的量子密钥分发协议不同，SQKD协议至少包含一个量子能力有限的用户，并且本质上几乎是“经典的”。在本文中，我们重新审视了一个中介的半量子密钥分发协议，介绍了马萨等人，在2019年，用户只需要检测一个量子比特或反射一个量子比特的能力;他们不需要执行任何其他基础测量;也不需要准备量子信号。用户需要量子服务器的服务，而量子服务器可能被对手控制。在本文中，我们将展示如何扩展该协议，以提高其效率和噪声容限。我们讨论了一个扩展，它允许更多的通信轮是直接可用的，我们分析了这种扩展的密钥速率在渐近的情况下，为一类特定的攻击，并与以前的工作进行比较。最后，我们评估协议的性能在各种有损和噪声信道。
2022-03-20 quant-ph
Secure Key Rate of the BB84 Protocol using Finite Sample Bits
我们改进了Scarani和Renner所示的非渐近密钥速率，提出了几种方法来构造比他们所示的更紧的相位误差率的保守置信区间。此外，我们表明，准确的信道估计方法的非渐近增加的幅度阻尼信道以及渐近的情况下，在BB84协议的关键速率。
2010-10-15 quant-ph
Tight asymptotic key rate for the BB84 protocol with local randomisation and device imprecisions
局部随机化是一种预处理过程，其中量子密钥分发（QKD）方案的合法方之一向其密钥版本添加噪声，并且由Kraus等人[Phys.Rev.Lett. 95，080501（2005）]以提高某些QKD协议的安全性。在这篇文章中，本地随机化产生的改进是来自BB84 QKD协议的不完美的实现，其中源发射四个给定的，但任意的纯状态和检测器执行任意对齐的测量。具体而言，这是通过修改[Phys.Rev.A88，012331（2013）]中引入的分析BB84协议的不完美变体对抗集体攻击的安全性的方法来实现的，以包括额外的预处理步骤。先前已知的改善阈值信道噪声，从11\%到12.41\%，恢复在一个理想的BB84实现的特殊情况下，变得更加明显的情况下，一个非理想的源。最后，得出的渐近密钥速率，无论有和没有本地随机化的界限，被证明是紧与特定的源特性。这是证明了一个家庭的源状态和最佳攻击的密钥速率界达到平等的明确建设。
2014-08-04 quant-ph
Quantum soft filtering for the improved security analysis of the coherent one-way quantum-key-distribution protocol
对实用的量子密钥分发（QKD）系统进行精确的安全性分析是提高其性能的重要环节。在这里，我们考虑一类量子软滤波操作，它推广了明确的状态歧视（USD）技术。这些操作可以应用作为原始相干单向（COW）QKD协议的安全性分析的基础，因为它们的应用介于分束（BS）和USD攻击之间。我们证明了基于量子软滤波操作的零错误攻击在给定的损失水平下为Eve提供了更大量的信息。我们计算Eve信息作为信道长度的函数。所提出的攻击的效率高度依赖于控制（诱饵）状态的统计信息的维护下的监测水平，最好的情况下，在没有维护控制状态统计信息的情况下实现的结果。我们的研究结果形成了额外的要求，分析实际的QKD系统的基础上的COW QKD协议及其变种提供了一个上限的安全性。
2020-03-23 quant-ph
Higher Security Thresholds for Quantum Key Distribution by Improved Analysis of Dark Counts
通过对暗计数引起的错误进行新的分析，讨论了量子密钥分发（QKD）在长距离通信中的应用潜力。我们给出了一些充分条件，使得著名的量子密钥分发协议如Bennett-Barnett-Chefles 1984，Phoenix-Barnett-Chefles 2000和六态协议的密钥生成率和安全阈值有了相当大的提高.该分析适用于其他QKD协议，如Bennett 1992。我们研究了两种情况：一个发送器使用一个完美的单光子源和一个发送器使用泊松源。
2005-06-27 quant-ph
An Improved Quantum Anonymous Notification Protocol for Quantum-Augmented Networks
Kennesaw State University（肯尼索州立大学）；University of Nebraska Omaha（内布拉斯加大学奥马哈分校）
本文提出了一种改进的量子匿名通知协议，利用共享GHZ态上的旋转操作在n用户量子增强网络中生成匿名通知，并研究了在去相位噪声模型下的行为，观察到比早期QAN方法更强的抗虚假通知能力，同时探讨了如何将该通知层集成到QuANets中以减少信息泄露和攻击风险。
2026-04-04 cs.CR quant-ph
An Improved Quantum Private Set Intersection Protocol Based on Hadamard Gates
针对 Liu-Yin 量子保密集合交集协议存在内部信息泄露的问题，提出基于 Hadamard 门和额外编码量子比特的改进协议，并证明其正确且能抵抗内外部攻击。
2023-10-01 cs.CR cs.ET quant-ph
Continuous-variables quantum cryptography: asymptotic and finite-size security analysis
本论文主要研究两种连续变量量子密钥分发方案的有限尺寸分析。第一种是使用热状态的高斯调制的单向协议，另一种是测量设备无关的协议。为此，我们采用基于高斯变量的假设和由Ruppert等人[Phys.Rev.A90，062310（2014）]引入的中心极限定理的有效信道参数估计方法。此外，我们提出了一个可组合的安全性分析的测量设备无关协议的相干攻击的信道参数估计，是不是基于中心极限定理。我们还调查了，在渐近制度，一个不对称的情况下，认证方对窃听造成的快衰落信道。在这里，我们假设窃听者有完全控制的通信信道，并可以瞬间改变其transmittance在每次使用it.We假设一个简单的模型的均匀衰落和解决的情况下，单向协议，连续测量设备无关的协议在对称配置和星形网络扩展为三个用户。最后，我们扩展了使用任意数量的相位编码相干态的单向协议的渐近研究假设一个热损耗信道，而不使用高斯近似。
2019-06-12 quant-ph
Asymptotically tight security analysis of quantum key distribution based on universal source compression
RIKEN Center for Quantum Computing (RQC)（理化学研究所量子计算中心）；The University of Tokyo（东京大学）；Kyushu University（九州大学）；Quantinuum K.K.（Quantinuum株式会社）
本文提出一种新的PEC策略，实现渐近最优密钥率，通过构造基于量子侧信息的通用源压缩协议，结合集体攻击的缩减方法，紧密评估PEC失败概率，从而实现渐近紧安全性分析。
2026-05-14 quant-ph
Continuous-mode analysis of improved two-way CV-QKD
Beijing University of Posts and Telecommunications（北京邮电大学）；Peking University（北京大学）
本文提出了一种改进的双向连续变量量子密钥分发协议，并通过引入时间模式和自适应归一化方法，分析了连续模态场景下的安全性与性能优势。
2026-01-27 quant-ph
Efficient entanglement purification protocols for d-level systems
我们引入纠缠纯化协议的d-能级系统（量子点）与以前的协议相比，提高了效率。虽然我们专注于二部系统的协议，但我们也提出了对多部量子系统的概括。我们介绍的方案包括在两个副本上操作的递归协议，以及在大型集合上操作的散列协议。我们分析的协议的最小所需的保真度和产量方面的属性，并研究其性能存在的噪声和缺陷。我们确定了误差阈值，并研究了对局部维数的依赖性。我们发现，我们的计划不仅优于以前的方法，但也表现出更好的鲁棒性和更好的效率随着维数的增加。虽然不同系统大小的错误阈值不能直接比较，但我们的研究结果表明，使用量子比特的量子信息处理，特别是用于长距离量子通信，可能比基于量子比特系统的方法更有优势。
2018-06-26 quant-ph
Adaptive Channel Reshaping for Improved Entanglement Distillation
School of Computer and Communication Sciences, EPFL（EPFL计算机与通信科学学院）；IBM Quantum, IBM T.J. Watson Research Center（IBM量子，IBM T.J.沃森研究中心）；IBM Quantum, Almaden Research Center（IBM量子，阿尔马登研究中心）；IBM Research, IBM Research India（IBM研究，IBM印度研究中心）
本文通过自适应和递归的信道重塑方法，针对振幅阻尼和去极化信道改进了纠缠蒸馏的已知下界，分别达到超过反向相干信息的速率和优于先前协议的速率。
2025-02-03 quant-ph
Magic State Distillation with Low Space Overhead and Optimal Asymptotic Input Count
我们提出了一个无限家庭的协议，以提取魔术状态的$T$门，具有较低的空间开销，并使用输入魔术状态的渐近数量，以实现一个给定的目标误差，这是被证明是最佳的。空间开销（定义为物理量子位与输出幻态的数量之间的比率）是渐近恒定的，而每个输出状态所使用的输入幻态的数量和电路的$T$门深度两者都在目标误差$δ$的对数中线性缩放（直到$\log \log 1/δ$）。与其他蒸馏协议不同，该协议在没有级联的情况下实现了这种性能，并且在电路中的各个步骤注入输入魔态，而不是全部在电路的开始处注入。该协议可以修改为在Clifford层次的第三层提取其他门的幻态，具有相同的渐近性能。该协议依赖于构造具有许多逻辑量子比特和大距离的弱自对偶CSS码，允许我们在多个量子比特上实现控制SWAP。我们称这种代码为“内码”。然后，控制SWAP用于测量魔术状态的属性并使用我们称为“外部代码”的另一个代码来检测错误。或者，我们使用弱自对偶CSS代码，实现内部代码的控制Hadamards，减少电路深度。我们提出了这个协议的几个具体的小例子。
2017-09-29 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
Entanglement purification with two-way classical communication
提出了一种改进的二体混合态纠缠纯化方案。该协议需要双向经典通信，因此意味着量子去极化信道的双向经典通信的量子容量的改进的下限。
2007-02-21 quant-ph
Asymptotic magic state distillation with almost linear rate
The University of Tokyo（东京大学）
本文提出一类魔法态蒸馏协议，其开销指数大于1，但渐近蒸馏率可任意接近线性速率，表明亚线性速率区域内蒸馏率不受开销指数约束。
2026-05-28 quant-ph
An upper bound on the second order asymptotic expansion for the quantum communication cost of state redistribution
状态再分配是一种协议，其中，给定一个任意的三重量子态，其中两个子系统最初与Alice在一起，一个与Bob在一起，目标是Alice将她的一个子系统发送给Bob，可能是在先前共享纠缠的帮助下。在有限精度下，我们推导出了量子通信代价的二阶渐近展开式的上界。在证明结果的过程中，我们还以相干态合并协议为原语，得到了该协议在单次情况下量子通信代价的上界。
2014-09-15 quant-ph
Single qubit quantum secret sharing with improved security
仔细分析了一个实验上可行的非纠缠单量子比特量子秘密共享协议及其改进版本[Phys. Rev. Lett. 95，230505（2005）;同上，98，028902（2007）]，发现这两个版本对于相干攻击都是不安全的，尽管最初的想法是如此显著。为了克服这个致命的缺陷，在这里，我们提出了一个协议与一个独特的安全检查策略，它仍然只涉及单量子比特操作，使它有可能实现更好的安全性与现有技术的量子秘密共享。
2011-03-04 quant-ph
Asymptotic security analysis of discrete-modulated continuous-variable quantum key distribution
基于离散调制的连续变量量子密钥分发（CV QKD）协议由于其实验简单和在量子安全网络中的巨大应用潜力而备受关注，但其安全性分析不如高斯调制方案先进。在这项工作中，我们采用数值方法来分析的离散调制协议的安全性对集体攻击的渐近极限，铺平了道路，一个完整的安全证明有限尺寸的影响。虽然我们的方法是一般的离散调制方案，我们专注于两个变种的CV QKD协议与四元调制。有趣的是，由于我们的证明方法的紧密性，我们表明，该协议是能够实现更高的密钥速率在显着更长的距离与实验可行的参数相比，以前的二进制和三进制调制方案的安全性证明，并产生密钥速率可比高斯调制方案。此外，由于我们的安全分析方法是通用的，它使我们能够评估离散调制协议的变化，包括直接和反向和解，以及后选择策略。特别是，我们证明了数据的后选择与反向对账相结合可以提高关键利率。
2019-12-30 quant-ph
Improved Deterministic N-To-One Joint Remote Preparation of an Arbitrary Qubit via EPR Pairs
针对Bich等人提出的N>2位制备者JRSP协议成功概率仅为1/4的问题，本文构建实系数和复系数投影测量基，提出一种具有单位成功概率的改进确定性N对一任意单量子比特态联合远程制备协议。
2014-05-26 quant-ph
Entropy accumulation with improved second-order term
熵累积定理指出，$n$ -partite系统$A = (A_1, \ldots, A_n)$的光滑最小熵是由适当选择的条件状态的冯诺伊曼熵之和下界，直到在$n$中是次线性的校正。这个定理特别适合于证明量子密码协议的安全性，特别是所谓的设备无关协议，用于随机性扩展和密钥分发，其中设备可以由恶意供应商构建和预编程。然而，虽然该定理提供的边界在一阶中是最优的，但二阶项的边界更粗糙，当该定理直接应用于通过对一小部分位置进行采样来进行参数估计的协议时，边界显著恶化，如在大多数QKD协议中所做的那样。本文的目的是改善这个二阶次线性项和补救这个问题。在此过程中，我们证明了发散方差的各种界限，这可能是独立的利益。
2019-07-22 quant-ph
Improved Soundness for QMA with Multiple Provers
我们提出了三个贡献的理解QMA与多个证明：1）我们给出了严格的可靠性分析的协议[Blier和Tapp，ICQNM '09]，产生可靠性差距Ω（1/N^2）。我们的改进是在不使用具有恒定可靠性间隙的实例的情况下实现的（即，不使用PCP）。2)我们给出了[Chen和Drucker，ArXiV '10]的协议的严格可靠性分析，从而将他们的结果从需要Theta（sqrt（N））证明器以便具有任何可靠性间隙的单片协议改进为具有证明器数量k和可靠性间隙Omega（k^2/N）之间的平滑权衡的协议，只要k>=Omega（log N）。(And当k=Theta（sqrt（N））时，我们恢复了Chen和Drucker的原始参数。3)我们朝着[Aaronson等人，ToC '09]关于什么样的NP完全问题适合于次线性多证明器QMA协议，通过观察可以很容易地从PCP文献中已经存在的结果中导出一大类这样的例子-即，至少是在准线性时间内由非确定性RAM识别的语言。
2013-01-31 cs.CC quant-ph
Noisy entanglement-assisted classical capacity as a security framework for two-way quantum key distribution protocols
我们使用噪声纠缠辅助的经典容量公式[arXiv：1609.08592]在渐近区域建立了高斯双向量子密钥分发协议的相干攻击安全框架。
2017-04-28 quant-ph
Magic State Distillation at Intermediate Size
最近，我们提出了一个家庭的魔术状态蒸馏协议，获得渐近性能，被证明是最优的。这个族依赖于几个码，称为“内码”和“外码”。“我们提出了这些代码的一些小例子，以及代码的渐近极限分析。在这里，我们分析这样的协议在一个中等大小的制度，使用数百至数千量子位。我们使用BCH内码，结合各种外码。我们通过在某些情况下添加错误校正来扩展我们的协议。我们提出了各种协议在各种输入错误制度，在许多情况下，这些协议需要显着减少输入魔术状态，以获得一个给定的输出错误比以前的协议。
2017-09-08 quant-ph
Asymptotic correctability of Bell-diagonal qudit states and lower bounds on tolerable error probabilities in quantum cryptography
将Bell对角量子态的渐近可校正性概念推广到高维基本量子系统。基于这些结果的量子态纯化协议的基本性质进行了研究，这是能够纯化贝尔对角态的张量积，这是基于$B$ -步骤的Gottesman-Lo-型与随后的应用程序的Calderbank-Shor-Steane量子码。讨论了量子密码协议的最大可容忍错误率。
2006-09-26 quant-ph
Numerical Calculations of Finite Key Rate for General Quantum Key Distribution Protocols
量子密钥分发（QKD）的有限密钥分析是实现QKD的重要工具。虽然在有限密钥分析的框架上已经做了很多工作，但对单个协议的应用通常依赖于特定协议是简单的或高度对称的，以及在小的有限维希尔伯特空间中表示。在这项工作中，我们扩展我们现有的可靠的，高效的，紧密的，通用的数值方法计算设备相关的QKD协议在有限维希尔伯特空间的渐近密钥速率有限密钥制度使用的安全分析框架Renner。我们解释了这种扩展如何保持渐近方法的可靠性，效率和紧密性。然后，我们探索一些例子，这些例子说明了我们方法的通用性以及框架内参数估计和数据处理的重要性。
2021-03-24 quant-ph
Protocol for generation of high-dimensional entanglement from an array of non-interacting photon emitters
将高维量子信息编码为单光子可以为量子技术提供各种益处，例如改进的噪声恢复能力。然而，按需高效生成高维纠缠被认为是当前和不久的将来光子量子技术所无法达到的。我们提出了一个协议，近确定性的产生$N$光子，$d$维光子Greenberger-Horne-Zeilinger（GHZ）态使用一个阵列的$d$非相互作用的单光子发射器。我们分析了量子发射器的常见误差源（如光子光谱可分辨性和时间失配）对性能的影响，发现它们很容易通过时间分辨检测进行校正，以产生多个量子点的高保真GHZ态。当应用于量子密钥分发场景时，我们的协议表现出更好的损失容忍度和密钥速率时，增加的维数超过二进制编码。
2022-01-04 quant-ph
Towards Improved Quantum Simulations and Sensing with Trapped 2D Ion Crystals via Parametric Amplification
提高相干性是量子模拟和捕获离子传感实验中的一个基本挑战。在这里，我们讨论，实验证明，并估计两种不同的协议，增强，通过运动参数激发，相干自旋运动耦合的离子获得与自旋相关的力的潜在影响。实验是在大约100个$^9$ Be $^+$离子的二维晶体阵列上进行的。通过在接近质心模式频率的两倍处调制捕获势，我们挤压运动模式并增强自旋-运动耦合，同时保持自旋相干性。使用频闪方案，我们测量了基态运动以下的运动压缩的$5.4 \pm 0.9$ dB，由此理论预测了使用最近证明的方案测量小位移的灵敏度的$10$ dB增强[Science $\textbf{373}$，673（2021）]。利用连续压缩方案，我们测量并精确校准了参数耦合强度。理论表明，该协议可以用于改善量子自旋压缩，在我们的系统中受到非共振光散射的限制。我们用数值方法说明了强参数放大和以质量中心频率波动形式出现的运动失相之间的权衡，以改善我们装置中的量子自旋压缩。
2023-03-29 physics.atom-ph quant-ph
Non-asymptotic analysis of quantum metrology protocols beyond the Cramér-Rao bound
量子精密测量文献中的许多结果都是利用Cramér-Rao界和Fisher信息来比较不同的量子估计策略。然而，在构建这些工具时有几个假设，这些限制有时没有考虑在内。虽然使用这种方法的策略可以大大简化问题，并且渐近有效，但为了进行严格和公平的比较，我们需要采用更一般的方法。在这项工作中，我们使用一种基于贝叶斯推断的方法来理解当Cramér-Rao界无效时会发生什么。特别是，我们量化的影响，这些限制的整体性能的范围广泛的计划，包括那些常用的估计光学相位。我们计算观察的数量和所需的最小先验知识，使得Cramér-Rao界是一个有效的近似。由于这些要求是与状态相关的，因此当分析更仔细时，从标准方法中得出的通常结论并不总是成立。这些结果对量子精密测量的理论和实验分析具有重要意义。
2018-01-30 quant-ph
Deterministic Secure Direct Communication Using Mixed state
我们展示了一种改进的乒乓协议，其基于Kim Bostrom和Timo Felbinger [Phys. Rev. Lett. 89，187902（2002）; quant-ph/0209040]。我们证明了我们的协议是渐近安全的密钥分配和准安全的直接通信使用一个单光子资源。并且该协议可以使用今天的技术以极大的效率和速度进行。
2003-04-25 quant-ph
