Can quantum cryptography imply quantum mechanics? Reply to Smolin
克利夫顿、巴布和哈尔沃森（CBH）认为，量子力学可以从三个密码学或广义信息论公理推导出来。但斯莫林不同意，他给出了一个玩具理论，他声称是一个反例。在这里，我们表明，斯莫林的玩具理论违反了独立的条件，在CBH参数假设的类空分离系统。然后，我们认为，任何可接受的物理理论应该满足这个独立性条件。
2003-11-11 quant-ph
Quantifying the Leakage of Quantum Protocols for Classical Two-Party Cryptography
我们研究两个不信任方之间的量子协议。通过采用一个相当严格的正确性定义--保证诚实的参与者只获得正确的结果--我们可以证明，每个实现非平凡经典原语的严格正确的量子协议必然会向不诚实的参与者泄露信息。这将已知的不可能性结果扩展到所有非平凡的原语。我们提供了一个框架来量化这种泄漏，并认为泄漏是一个很好的措施，提供给玩家的隐私由一个给定的协议。我们的框架还涵盖了两个参与者得到可信第三方帮助的情况。我们表明，尽管有一个值得信赖的第三方的帮助下，球员不能放大任何原始的加密力量。我们所有的结果甚至对量子诚实但好奇的对手也成立，他们诚实地遵守协议，但净化他们的行为，并在协议结束时应用不同的测量。作为具体的例子，我们建立了标准的通用两方原语，如不经意传输泄漏的下限。
2015-01-07 cs.CR quant-ph
Dense-Coding Attack on Three-Party Quantum Key Distribution Protocols
密码分析是密码学研究的一个重要分支，包括经典密码学和量子密码学。分析了最近提出的两个三方量子密钥分发协议（QKDP）的安全性，指出它们容易受到一种简单有效的攻击，即密集编码攻击。结果表明，窃听者Eve通过发送纠缠量子比特作为假信号给Alice，并在Alice编码后进行集体测量，可以完全获得会话密钥。攻击过程类似于Eve和Alice之间的密码通信，其中使用了特殊的测量基。此外，这种攻击不会对传输的信息引入任何错误，因此不会被Alice和Bob发现。详细描述了攻击策略，并给出了正确性证明.最后讨论了协议不安全性的根源和改进的可能途径。
2011-04-20 quant-ph
Device-independent quantum cryptography with input leakage
University of Vigo（维戈大学）；Vigo Quantum Communication Center, University of Vigo（维戈大学维戈量子通信中心）；Escuela de Ingeniería de Telecomunicación, Department of Signal Theory and Communications, University of Vigo（维戈大学电信工程学院信号理论与通信系）；AtlanTTic Research Center, University of Vigo（维戈大学AtlanTTic研究中心）
研究在输入泄露情况下，基于CHSH的随机性认证和密钥分发，量化可认证的本地随机性和密钥率。
2026-04-22 quant-ph
Quantum cryptography using partially entangled states
我们证明了利用非最大纠缠态可以构造一个量子密钥分发（QKD）方案，该方案的安全性和密钥传输速率与标准QKD协议相当。这些方面可以通过使用本方案中的新的自由参数，即部分纠缠度来控制。此外，我们讨论了如何建立一个受控的QKD方案，也是基于部分纠缠态，其中第三方可以决定是否允许Alice和Bob共享密钥。
2009-11-19 quant-ph
Implications of Superstrong Nonlocality for Cryptography
非定域盒是一种假想的“机器”，它产生了超强的非定域关联，导致了比量子力学框架内更强的对贝尔/CHSH不等式的违反。我们展示了如何非本地盒可以用来执行任何两方安全计算。我们首先构造了一个比特承诺协议，然后展示了如何使用非本地盒实现不经意传输。这两种理论都已经被证明是不可能的，只使用量子力学。
2006-06-29 quant-ph
Entropy bounds for multiparty device-independent cryptography
基于分布式纠缠的多方量子密码技术将在未来的量子网络中得到自然的应用。许多多部设备无关（DI）协议（如DI会议密钥协商）的安全性依赖于以窃听者的信息为条件的各方结果的冯诺伊曼熵的边界，假定违反多部贝尔不等式。我们考虑三方测试Mermin-Ardehali-Belinskiii-Klyshko（MABK）不等式，并通过限制单方结果的条件熵和双方结果的联合条件熵来证明其结果的隐私性。从前者的约束，我们表明，真正的多体纠缠是必要的，以证明一方的结果的隐私，而后者显着改善以前的结果。我们得到的熵界由于两个一般结果的独立利益。第一个方案大大简化了$N$ -partite Bell方案的量子设置。第二种方法给出了任意$N$ -量子比特态违反MABK不等式的上界，作为态参数的函数。
2020-12-18 quant-ph
A proposal for founding mistrustful quantum cryptography on coin tossing
经典密码学的一个重要分支是处理当不信任的各方需要生成、处理或交换信息时出现的问题。正如Kilian在前一段时间所展示的那样，不信任的经典密码学可以建立在一个单一的协议上，即不经意传输，从这个协议中可以建立一般的安全多方计算。不信任量子密码学的范围受到不通过定理的限制，该定理排除了无条件安全的量子协议，用于不经意传输或一般安全的两方计算。这些定理甚至适用于考虑相对论信令约束的协议。一般来说，最好的希望是量子协议在计算上对量子攻击安全。我在这里描述了一种方法，用于从安全的掷硬币协议中构建一个经典认证的位承诺，从而构建所有其他不信任的加密任务。没有安全性证明，但我概述了这些协议可以抵抗量子计算攻击的原因。
2003-06-12 cs.CR quant-ph
Secure Multi-party Quantum Computing
安全多方计算，也称为“安全函数求值”，在经典密码学中得到了广泛的研究。我们考虑将该任务扩展到使用量子输入和电路的计算。我们的协议是信息理论上安全的，即没有假设对手的计算能力。对于较弱的可验证量子秘密共享任务，我们给出了一个允许任意t <n/4个欺骗方的协议。这被证明是最佳的。我们使用这个新工具来展示如何执行任何多方量子计算，只要不诚实的参与者的数量小于n/6。
2002-06-20 quant-ph
Impossibility of composable Oblivious Transfer in relativistic quantum cryptography
我们研究了加密原语不经意传输;这种资源的可组合结构将允许以安全的方式进行任意多方计算，即以分布式方式计算函数，同时保持来自不同各方的输入私有。首先，我们回顾了一个框架，使我们能够分析组合的经典和量子密码协议在狭义相对论：抽象密码实现的因果盒。然后，我们（1）探索并形式化文献中发现的不同版本的不经意传输，（2）证明它们的等价性在相对论量子环境中也成立，（3）表明在相对论环境中，不信任代理之间的经典或量子通信不可能组合地构建任何这些版本的不经意传输，（4）证明了这种不可能性也适用于多方计算;（5）给出了不经意传输和比特提交之间的一种相互构造。
2021-06-21 cs.CR quant-ph
Multipartite quantum cryptography based on the violation of Svetlichny's inequality
多方密码术对于某些特定的任务是有用的。本文提出了一个量子密钥分发方案，在该方案中，三个独立的观察者可以安全地共享一组密钥，使用一个$3$粒子GHZ态序列。我们证明了Svetlichny不等式的违反可以用来测试窃听，即使窃听者可以完全控制两个参与者的测量结果，我们的方案仍然确保密钥分发的安全性。该方案可以很容易地推广到$N$ -participate密钥分发的情况，并且$N$ -participate Svetlichny不等式的违反保证了推广方案的安全性.由于GHZ态具有最大纠缠，其完美的一夫一妻制保证了协议的设备无关安全性。然而量子纠缠是一种易受攻击的资源，在传输过程中经常会发生衰减，因此我们需要在使用非最大纠缠态的量子态的情况下推导出我们协议的密钥速率。然后，我们计算的可提取的秘密密钥率的三方密钥分配协议的沃纳状态下的设备无关的情况下。我们发现，随着Werner态可见度的增加，可提取密钥率的值单调趋近于$1$，当Werner态变为GHZ态时，可提取密钥率的值达到最大值$1$.
2023-02-23 quant-ph
Quantum Cryptography Beyond Quantum Key Distribution
本文面向不熟悉量子世界的密码学家，综述了理论量子密码学领域，重点探讨量子密钥分发之外的构造与局限性，涵盖量子货币、多方安全计算等应用及量子对手带来的挑战。
2015-12-18 quant-ph
A Monogamy-of-Entanglement Game With Applications to Device-Independent Quantum Cryptography
我们考虑一个博弈，在这个博弈中，两个独立的实验室合作准备一个量子系统，然后被要求猜测第三方在该系统上随机进行测量的结果。直觉上，根据不确定原理和纠缠的一夫一妻制，两个参与者同时成功猜对结果的概率是有界的。我们感兴趣的问题是，当许多这样的游戏并行执行时，成功概率如何缩放。我们表明，任何策略，最大限度地提高概率赢得每一个游戏单独也是最佳的平行重复的游戏。我们的结果表明，最佳的猜测概率可以实现不使用纠缠。我们探讨这一结果的几个应用。首先，我们表明，它意味着安全的标准BB84量子密钥分发时，接收方使用完全不可信的测量设备，即我们表明，BB84是单侧设备无关。其次，我们展示了我们的结果可以用来证明一轮位置验证方案的安全性。最后，我们推广了一个著名的猜测概率的不确定性关系到量子边信息。
2013-10-03 quant-ph
Constant-round Multi-party Quantum Computation for Constant Parties
经典密码学的核心主题之一是多方计算，它在维护数据隐私的同时对多个参与者的数据进行联合计算。量子机制的扩展是在2002年提出的，但是尽管经过了二十年的研究，目前最先进的多方量子计算协议对于固定数量的方（甚至是2方）需要无限轮的通信，这极大地限制了它的实际应用。在这项工作中，我们提出了第一个恒定回合的多方量子计算协议，用于固定数量的各方对抗似是而非的对手，从而显着减少了所需的回合数。我们的工作是实现安全多方量子计算的关键一步，并为参与这一令人兴奋的领域的从业者打开了大门。我们的工作结果对量子保真度评估、量子机器学习、量子投票和分布式量子信息处理具有广泛的意义。
2020-11-24 quant-ph
A Three-Stage Quantum Cryptography Protocol
我们提出了一个三阶段的量子密码协议，保证安全性，其中每一方使用自己的秘密密钥。与BB84协议不同，量子比特只在一个方向上传输，然后交换经典信息，所提出的协议中的通信在每个阶段都保持量子。还描述了密钥分配的相关系统。
2005-03-02 cs.CR quant-ph
Cryptography without Long-Term Quantum Memory and Global Entanglement: Classical Setups for One-Time Programs, Copy Protection, and Stateful Obfuscation
本文利用仅支持经典查询的预言机与半量子令牌，在无长期量子存储器和全局纠缠条件下构造半量子 OTP、RAM 混淆，并进一步实现长命一次性程序与复制保护。
2025-05-13 cs.CR quant-ph
Quantum non-locality, causality and mistrustful cryptography
在这里，我们提出了一个广义相对论量子密码学框架，利用量子非局域性和狭义相对论与密码学的迷人的连接。无条件安全的基本原理是因果关系和双重量子非定域关联：首先是纠缠交换，然后是因果独立纠缠系统上的隐形传态。我们表明，所提出的框架具有以下显着的和新的特点，在不信任密码学：（i）它有助于定义一个新的概念，不经意传输的数据和传输位置保持不经意。(ii)传输的数据的真实性和完整性由量子理论的基本原理而不是计算复杂性来保证。(iii)它直接导致了目前被认为是不可能的无条件安全和确定性的双边两方计算。(iv)所提出的框架被证明是具有零偏置的异步理想抛硬币，这在以前是没有实现的。(v)同样的框架也意味着无条件安全的比特承诺。最后，这里讨论的量子非定域性和相对论的结合可以很容易地推广到多方设置，可以用来解决其他不信任的密码任务，如秘密共享和密钥协商安全。
2015-03-23 quant-ph
Loss-tolerant position-based quantum cryptography
基于位置的量子密码（PBQC）允许一方使用其地理位置作为其唯一的凭证来实现各种密码协议。这样的协议可能会导致在实践中的重要应用。虽然已经证明，任何PBQC协议是可破的，如果对手预先共享一个任意大的纠缠态，在有界量子存储模型中的PBQC的安全性仍然是一个悬而未决的问题。在本文中，我们研究了各种PBQC协议的性能在一个有损信道的假设下，没有纠缠是预先共享的对手。通过引入诱饵态的思想，我们证明了在本征量子误码率为1%的条件下，利用弱相干源和真实单光子探测器实现的扩展BB84型PBQC协议可以容忍13 dB的总损耗（包括信道损耗和探测效率）.我们还研究了几个连续变量PBQC协议，并表明，他们遭受3 dB的损失限制。
2015-04-10 quant-ph
Complete Insecurity of Quantum Protocols for Classical Two-Party Computation
现代密码学中的一个基本任务是联合计算一个有两个输入的函数，一个来自Alice，一个来自Bob，这样两个人都不能了解更多关于另一个输入的信息，而不是函数值所暗示的信息。在这封信中，我们证明了任何用于计算经典确定性函数的量子协议，该协议将结果输出给双方（双边计算），并且对欺骗的Bob是安全的，可以被欺骗的Alice完全打破。虽然已知用于此任务的量子协议不可能是完全安全的，但我们的结果意味着一方的安全意味着另一方的完全不安全。我们的发现与最近的弱抛硬币协议形成鲜明对比，并突出了量子力学中密码学的局限性。我们注意到，我们的结论仍然有效，即使安全性只需要近似，如果计算的功能，鲍勃是从爱丽丝不同。
2012-10-10 cs.CR quant-ph
Cryptography with Certified Deletion
本文提出统一框架与编译器，将多种后量子加密及承诺等转换为支持认证删除的密码方案，并引入EST实现不诚实多数场景下安全计算的可认证永久删除。
2023-04-20 cs.CR quant-ph
Symmetry implies independence
给定一个由许多部分组成的量子系统，我们证明了系统状态的对称性，即，在子系统的交换下的不变性意味着几乎所有的部分实际上是相同的并且彼此独立。这一结果推广了de Finetti的无限可交换随机变量序列的经典表示定理及其量子力学模拟。它在物理学、信息论和密码学的各个领域都有应用。例如，在实验物理学中，人们通常通过多次运行某个实验来收集数据，假设各个运行是相互独立的。我们的结果可以用来证明这一假设。
2007-03-08 quant-ph
Seedless extractors for device-independent quantum cryptography
本文提出一种设备无关量子密码学中无需种子且可抵抗无界量子对手的随机性提取方法，以贝尔违背替代最小熵作为提取承诺，并给出完整安全性证明。
2025-02-27 quant-ph
Wigner tomography of two qubit states and quantum cryptography
在量子密钥分发（QKD）方案中，对Alice和Bob共享的两个量子比特密度矩阵进行层析成像是保证新密钥建立过程中可接受的保密性裕度的重要因素。我们展示了如何从这个角度来看，新加坡协议的密钥分配是最佳的，因为它是基于所谓的SIC POVM量子位层析成像，允许最准确的全层析重建的基础上的一组有限的实验数据的一个未知的密度矩阵。我们说明与实验数据的帮助下，SIC POVM层析成像和离散维格纳表示之间存在的深层连接。我们还强调了贝尔状态在这种方法中发挥的特殊作用，并提出了一个新的协议，量子密钥分发，在此期间，第三方能够承认或拒绝一个POSTERIORI的授权用户建立一个新的加密密钥的能力。
2008-05-31 quant-ph
Quantum nonlocality in networks can be demonstrated with an arbitrarily small level of independence between the sources
量子非定域性可以在网络中观察到，即使在每一方只能进行一次测量的情况下，即不接收任何输入。到目前为止，这种效应已经在网络中的所有源彼此完全独立的假设下得到了证明。在这里，我们调查在多大程度上可以放松这种独立性的假设。在形式化的问题，我们表明，在三角形网络没有输入，量子非局域性可以观察到，即使假设只有一个任意小的独立性之间的源。这意味着量子预言不能被局域模型重现，除非这三个源可以完美关联。
2020-07-25 quant-ph
Experimental realization of secure multi-party computation in an entanglement access to network
为了构建一个具有许多最终用户的量子网络，关键是要有一种具有成本效益的方式来在不同的网络端分发纠缠。我们演示了一个纠缠接入网络，其中昂贵的资源，在电信波长和核心通信信道的纠缠光子源，是由许多最终用户共享。使用这种具有成本效益的纠缠接入网络，我们报告的实验演示的安全多方计算协议，隐私保护的安全和问题，基于网络量子密码学。
2015-08-05 physics.optics quant-ph
Error-free interconversion of nonlocal boxes
理解非局域相关的结构在许多领域都很重要，从物理学的基本问题到与设备无关的密码学。我们提出了一个协议，可以转换极值两方-两个输入非局部无信令盒的任何类型到任何其他极值两方-两个输入非局部无信令盒完美。我们的结果是精确的，即使所需的盒子的数量不能提前确定，它们的预期数量是有限的。我们的协议是自适应的，并首次证明了使用无信号盒在不同的因果顺序的当事人的有用性。
2022-06-09 quant-ph
Unconditionally secure commitment in position-based quantum cryptography
在文献中首次提出了一种新的基于位置验证和非局域量子关联的承诺方案。无条件安全性的唯一凭证是提交者的位置和生成的非本地相关性;接收者与提交者之间既没有任何预先共享的数据，也不需要可信和认证的量子/经典通道。在该方案中，只有当方案本身验证提交者的位置并在单轮中通过非局域量子关联验证她的承诺时，接收者才信任提交者。基于位置的承诺机制约束提交者在分配的时间内揭示有效的承诺，并保证除非提交者揭示，否则接收者将无法获得有关承诺的信息。该方案适用于比特和量子比特的承诺，并且对于提交者/接收者以及任何可能对破坏承诺感兴趣的第三方都是同样安全的。我们提出的方案是无条件安全的，特别是避免了Mayers和Lo-Chau攻击。
2014-10-30 quant-ph
Extremal Quantum Correlations and Cryptographic Security
我们研究了量子密码学中设备无关安全的一个基本性质，通过表征概率分布，它必然独立于任何窃听者的测量结果。我们证明，在这个意义上是安全的概率分布正是极端的量子概率分布。这使我们能够用代数术语来描述安全性。我们将该方法应用于两方和多方设置的常见示例，并提出了一个用于验证两方，两个测量设置和两个结果的概率分布安全性的方案。
2011-06-01 quant-ph
Quantum cryptography with classical communication: parallel remote state preparation for copy-protection, verification, and more
量子力学效应使得构造经典上不可能的密码原语成为可能。例如，量子复制保护允许程序以量子态编码，使得程序可以被评估，但不能被复制。这些加密原语中的许多是两方协议，其中一方Bob具有完全的量子计算能力，另一方Alice只需要向Bob发送随机的BB84状态。在这项工作中，我们将展示如何这样的协议可以一般地转换成爱丽丝是完全经典的，假设鲍勃不能有效地解决LWE问题。特别是，这意味着（经典）Alice和（量子）Bob之间的所有通信都是经典的，但他们仍然可以使用加密原语，如果双方都是经典的，这是不可能的。我们应用这个转换过程来获得量子密码协议与经典的不可克隆加密，复制保护，加密数据上的计算，和可验证的盲委托计算的通信。我们的研究结果的关键技术成分是一个经典的指示并行远程状态准备BB84国家的协议。这是（经典）Alice和（量子多项式时间）Bob之间的多轮协议，允许Alice证明Bob必须准备好$n$均匀随机的BB 84状态（直到他的空间上的基的改变）。此外，爱丽丝知道鲍勃准备了哪些特定的BB84状态，而鲍勃自己却不知道。因此，该协议结束时的情况（几乎）等同于Alice向Bob发送$n$随机BB 84状态的情况。这使得我们能够以通用和模块化的方式通过我们的远程状态准备协议来替换现有协议中准备和发送BB84状态的步骤。
2022-09-06 cs.CR quant-ph
Position-Based Quantum Cryptography: Impossibility and Constructions
在这项工作中，我们研究了基于位置的密码在量子设置。其目的是利用一个政党的地理位置作为其唯一的凭据。在消极的一面，我们表明，如果对手被允许共享一个任意大的纠缠量子态，没有安全的位置验证是可能的。我们展示了一个分布式协议，用于计算不同用户之间共享的状态上的任何单一操作，使用本地操作和一轮经典通信。使用这个令人惊讶的结果，我们打破了任何一个非常普遍的形式的位置验证计划。在积极的一面，我们表明，如果对手不共享任何纠缠量子态，但可以计算任意的量子操作，安全的位置验证是可以实现的。联合起来，这些结果提出了一个有趣的问题，安全的位置验证是否是可能的情况下，有界量的纠缠。我们的正结果可以解释为在最简单的情况下解决这个问题，其中界被设置为零。在可实现安全定位的模型中，它有许多有趣的应用。例如，它可以在没有任何预共享密钥的情况下通过不安全的信道进行安全通信，并保证只有特定位置的一方可以了解对话的内容。更一般地说，我们表明，在安全的位置验证是可以实现的设置，其他基于位置的加密方案也是可能的，如安全的基于位置的认证和基于位置的密钥协议。
2011-08-12 cs.CR quant-ph
Direction Cryptography in Quantum Communications
我们研究的情况下，携带信息的信号从两个源发送到一个共同的接收器。辐射在存在噪声的自由空间中传播。信息存在于两个波束之间的关系中。我们探讨是否有可能，在原则上，发射机的位置可以隐藏从一方谁接收辐射和解码的信息。测向需要对信号进行一组测量，并根据测量结果构造随时间变化的场的解析延拓。这个过程在量子力学和经典电动力学中通常是不同的，这一事实是本研究的基础。我们开发了一个基于将信息编码成微观的、横向的、非局域的量子图像的模型（其尺寸是几个波长的量级）并且使用Strekalov等人最近提出的类型的检测器。（自发参量下转换），功能类似于海森堡显微镜：编码信号信息的横向长度与光的横向动量共轭。在该模型中，读取信号信息破坏了检测器的方向分辨率，而确定到源的方向破坏了信息内容。当孤立地检查时，每个光束都是随机的，并且与背景噪声无法区分。我们的结论是，量子通信在原则上是安全的，即使是从接收通信的一方。
2003-02-28 astro-ph quant-ph
Classical Cryptographic Protocols in a Quantum World
密码协议，如安全功能评估（SFE）协议，在现代密码学的发展中起着至关重要的作用。然而，这些协议的广泛理论几乎只涉及经典攻击者。如果我们接受量子信息处理是物理上可行的计算的最现实的模型，那么我们必须问：什么经典协议对量子攻击者仍然是安全的？我们的主要贡献是证明了在合理的计算假设下（例如，对于量子多项式时间来说，有错误的学习问题是困难的），存在经典的两方协议来安全地评估任何多项式时间函数。我们的结果表明，经典密码学的基本两方可行性图像在量子世界中保持不变。
2015-07-06 cs.CR quant-ph
Cryptography from Noisy Storage
我们展示了如何基于量子比特的量子存储是有噪声的这一现实假设来实现加密原语。因此，我们考虑个人存储攻击，即不诚实的一方试图单独存储每个传入的量子位。我们的模型类似于束缚量子存储的模型，然而，我们考虑了一个受当今技术启发的显式噪声模型。为了说明这个新模型的强大功能，我们证明了不经意传输（OT）协议对于任何数量的量子存储噪声都是安全的，只要诚实的玩家可以执行完美的量子操作。我们的模型还允许协议的安全性，以应对诚实玩家操作中的噪声，并实现更高级的任务，如安全识别。
2008-06-20 cs.CR quant-ph
Scalable Mediated Semi-quantum Key Distribution
中介半量子密钥分发（M-SQKD）允许两个有限的“半量子”或“经典”用户在第三方（TP）的帮助下建立一个秘密密钥，其中TP具有完全的量子能力并且可能是不可信的。最近已经研究了几个协议，用于两方场景，但没有人考虑用于多方场景的M-SQKD。本文设计了一种基于Bell态的循环M-SQKD协议，为实现多个“经典”用户的密钥分发提供了一种途径。然后，我们证明了该协议是无条件安全的渐近方案。该协议的密钥速率和噪声容限可以通过利用在信道中观察到的参数来导出。结果表明，我们的协议可以保持类似的安全性，一个完全量子的。我们还比较了所提出的协议与类似的协议在噪声容限，量子比特效率，通信成本和可扩展性。最后，本文的安全性证明方法可以为研究其他循环半量子密码协议的安全性提供参考。
2022-09-04 quant-ph
Quantum steering with bound entanglement
量子操纵，广义上说是来自不可信方的纠缠的分配，是介于纠缠和贝尔非定域之间的一种量子非定域形式。从概念的角度来看，确定哪些状态可以被操纵是重要的，但对于应用也是重要的，例如在量子密码学中。在这里，我们表明，束缚纠缠，虽然它代表了最弱的纠缠形式，但仍然可以导致量子转向。这是通过注意转向不等式可以从熵的不确定性关系推导出来。我们的研究结果对纠缠可扩展性和非局域性之间的联系有影响，并表明束缚纠缠态可以用于以不可信方为特征的信息理论任务。
2013-03-05 quant-ph
Erasable Bit Commitment from Temporary Quantum Trust
我们引入了一个新的设置为两方加密与暂时信任的第三方。除了Alice和Bob之外，还有其他第三方，Alice和Bob都信任他们在协议中是诚实的。然而，一旦协议结束，就无法保证这些第三方的行为。他们可能合作，也可能采取敌对行动。我们的目标是使用这些第三方来促进协议，这是不可能的两方密码。我们在这个设置中实现了位提交的一个变体，我们称之为可擦除位提交。在这个原语中，Alice可以选择在提交阶段之后打开或删除她的提交。请求删除的能力允许Alice在信任期即将到期的情况下请求受信任方删除她的承诺。这种删除可以防止第三方和Bob的未来联盟提取有关该承诺的任何信息。然而，这种能力也使得可擦除位提交比位提交的标准版本弱。除了满足比特承诺的安全性要求外，我们的协议也不向第三方透露任何关于承诺的信息。最后，我们的协议，这个原语需要一个恒定数量的可信第三方，可以容忍少量的腐败的可信方以及实现错误。
2020-09-24 quant-ph
Parallel Self-Testing of the GHZ State with a Proof by Diagrams
量子自我测试解决了以下问题：即使当一个人的测量设备完全不可信时，是否有可能验证多体状态的存在？在过去的几年里，这个问题已经出现了大量的活动，特别是随着并行自测试（即，一次测试一个状态的几个副本），这不仅应用于量子密码学，而且还应用于量子计算。在这项工作中，我们给出了第一个容错并行自检在三方（而不是两方）的情况下，通过显示，任意数量的GHZ状态的副本可以进行自检。为了处理三方设置的额外复杂性，我们使用基于分类量子力学的图解证明，而不是典型的符号证明。图解方法允许在证明中出现的复杂张量网络的操作，并给出了图像语言在量子信息中的重要性的演示。
2019-01-29 quant-ph
Measurement-Device-Independent Quantum Secure Direct Communication with User Authentication
量子安全直接通信（QSDC）和确定性安全量子通信（DSQC）是量子密码学的两个重要分支。在实际情况下，攻击者可以应用检测器侧信道攻击来获得关于秘密消息的一些不可忽略的信息量。测量设备无关（MDI）量子协议通过引入一个不可信第三方（UTP），利用不完全测量设备执行协议中的所有测量，可以消除这种检测器侧信道攻击。本文提出了第一个带有用户身份认证的MDI-QSDC协议，发送方和接收方都先验证对方的身份，然后交换秘密消息。然后，我们将其扩展到MDI量子对话（QD）协议，其中双方可以在验证另一方的身份后发送各自的秘密消息。与此同时，我们还报告了第一个MDI-DSQC协议与用户身份认证。理论分析证明了我们提出的协议对常见攻击的安全性。
2022-02-21 quant-ph
Memory Attacks on Device-Independent Quantum Cryptography
设备无关的量子密码方案旨在仅基于所使用的任何组件的输出统计来保证用户的安全性，而无需验证其内部功能。由于这将保护用户免受不可信或不称职的制造商，破坏或设备退化，这个想法引起了很大的兴趣，并提出了许多设备无关的计划。在这里，我们确定了依赖于安全实验室之间的公共通信的设备独立协议的一个关键弱点。不受信任的设备可能会记录它们的输入和输出，并在以后的运行期间通过公开讨论的输出来泄露有关它们的信息。因此，重用设备会危及协议的安全性，并有泄露秘密数据的风险。可能的防御措施包括安全地销毁或隔离使用过的设备。然而，这些都是昂贵的，往往是不切实际的。我们提出了其他更实用的部分防御，以及一个新的协议结构的设备无关的量子密钥分发，旨在实现组合安全的情况下，双方使用少量的设备，反复共享密钥与对方（没有其他方）。
2013-08-06 quant-ph
Investigating a Device Independence Quantum Random Number Generation
本文提出在设备无关设置下利用量子纠缠和双光子干涉认证量子随机数生成，通过CHSH不等式违反与量子态层析独立验证测量设备，确保生成不可预测性并可扩展至更快的随机性扩展协议。
2024-06-03 physics.optics quant-ph
Cryptography In the Bounded Quantum-Storage Model
假设对手的量子存储器是有界的，我们开始研究具有无条件安全性的两方密码原语。我们表明，不经意的传输和比特承诺可以在这个模型中使用协议，其中诚实的当事人不需要量子存储器，而一个敌对的球员需要量子存储器的大小至少为n/2，以打破协议，其中n是传输的量子比特的数量。这与经典的有界记忆模型形成了鲜明的对比，在经典的有界记忆模型中，我们只能容忍对手的记忆大小是诚实玩家记忆大小的二次方。我们的协议是高效的，非交互式的，可以使用当今的技术来实现。在技术方面，建立了一个新的包含最小熵的熵测不准关系。
2006-07-14 cs.CR quant-ph
Distillation of Multi-Party Non-Locality With and Without Partial Communication
从信息的角度来看，非定域关联是量子物理学最迷人的结果之一：这种关联虽然不允许信号，但无法用预先共享的信息来解释。这种相关性在密码学、通信复杂性方面有应用，并且是许多试图从经典信息的角度更好地理解量子理论及其局限性的尝试的核心。在这些情况下，关键的问题是是否可以提取这种相关性，即，弱相关性是否可以用于产生（较少量的）较强相关性。尽管这个问题已经被广泛地研究了二分相关（产生悲观和乐观的结果），只有很少的是在多分的情况下知道。我们表明，一个自然的概括，著名的波普-Rohrlich盒可以蒸馏，通过自适应协议，代数最大值。我们使用这个结果进一步表明，一个更大的类的相关性，包括所有纯粹的三方相关性，可以从任意弱到最大强度与部分通信，即，仅使用从头开始创建相同相关所需的通道的子集。换句话说，我们证明了任意弱的非局部相关性在生成最大非局部性的背景下可以具有“通信值”。
2013-01-24 quant-ph
Local deterministic simulation of equatorial Von Neumann measurements on tripartite GHZ state
实验自由意志或测量独立性是推导任何非局部定理的关键假设之一。在量子世界中得到的任何非定域关联，如果在测量设置的选择上没有实验的自由意志，都可以得到定域决定论的解释。最近，在[Phys. Rev. Lett. { \bf 105}，250404（2010）]已经表明，为了获得单态相关的局部确定性描述，不需要完全放弃测量独立性，但是部分测量依赖性就足够了。在考虑GHZ关联的三方方案中，人们可以看到量子理论和局域实在论之间的绝对矛盾。在本文中，我们表明，这种相关性也有本地确定性的描述，如果测量的独立性被放弃，即使不完全。通过牺牲部分测量独立性，我们给出了三重GHZ态赤道VonNeumann测量的局域确定性模型。
2014-09-18 quant-ph
An Experimental Implementation of Oblivious Transfer in the Noisy Storage Model
密码学在我们日常生活中的重要性在我们日益数字化的世界中继续增长。不经意传输（OT）一直是一个基本的和重要的密码原语，因为它是已知的，一般的两方密码任务可以从这个基本的构建块。在这里，我们展示了1-2随机不经意传输（ROT）协议的实验实现，通过在修改后的纠缠量子密钥分发系统中对偏振纠缠光子对进行测量，然后进行所有必要的经典后处理，包括单向纠错。我们在3分钟内成功交换了1，366位ROT字符串，并在噪声存储模型下进行了完整的安全分析，考虑了所有实验错误率和有限大小效应。这证明了使用当今量子技术实现安全的两方协议的可行性。
2014-05-18 quant-ph
Experimental Quantum Multiparty Communication Protocols
量子信息科学利用量子叠加或纠缠作为信息处理的资源，突破了传统信息传输、密码学和计算的局限性。在这里，我们报告的实验实现的三方量子通信协议，使用单一的三层量子系统（qutrit）通信：秘密共享，可检测的拜占庭协议，和通信复杂性降低的三值函数。我们已经实现了这三个方案使用相同的光纤干涉设置。我们的实现很容易扩展，而不会牺牲检测效率或产生极其复杂的多粒子纠缠态。
2016-08-01 quant-ph
Demonstrating shareability of multipartite Einstein-Podolsky-Rosen steering
Einstein-Podolsky-Rosen（EPR）转向，一类描述一个观察者通过局部测量影响另一方状态的能力的量子非定域关联，具有非对称性质，不同于纠缠和贝尔非定域。对于多方EPR指导，一夫一妻制的情况下，两个观察员不能同时引导第三方的状态，已在理论和实验中进行了严格的研究。与一夫一妻制的情况相反，减少子系统中EPR操纵的可共享性允许一方的状态由两个或更多观察者操纵，从而揭示了多方EPR操纵的更多配置。然而，这种可共享性的实验性实现至今仍然缺乏。在这里，在一个光学实验中，我们提供了一个原理证明的演示，在三量子比特系统中没有一夫一妻制的约束下，EPR转向的可共享性。此外，基于约化的二分EPR转向检测结果，我们验证了真正的三量子比特纠缠结果。该工作为理解多体EPR操纵提供了一个补充的观点，并在多体纠缠检测、量子密码学和量子网络构建等量子信息协议中具有潜在的应用价值。
2022-03-30 quant-ph
Probabilistic versions of Quantum Private Queries
本文正式定义了量子私有查询的两个非确定性版本，证明其最强变体与量子比特承诺等协议形式等价，据此表明实现无条件安全的强概率量子私有查询是不切实际的。
2024-01-11 quant-ph
Error-tolerant oblivious transfer in the noisy-storage model
本文利用熵不确定性关系，推导了在可信与不可信噪声并存下oblivious transfer安全性的紧致界限，解决了实验设备噪声可能被作弊者利用的安全隐患。
2023-09-08 quant-ph
Experimental implementation of bit commitment in the noisy-storage model
基本的原语，如比特承诺和不经意传输，作为许多其他两方协议的构建块。因此，这些原语的安全实现在现代密码学中是重要的。在这项工作中，我们提出了一个比特承诺协议，只要攻击者的量子存储设备是不完美的，它是安全的。后一种假设被称为噪声存储模型。我们通过对偏振纠缠光子对进行测量来实验性地执行该协议。我们的工作包括一个完整的安全分析，占所有实验错误率和有限的大小效应。这证明了在这个模型中使用真实世界量子设备的两方协议的可行性。最后，我们提供了一个一般性的分析，我们的比特承诺协议的实验参数范围。
2014-05-14 quant-ph
Pseudo-Entanglement is Necessary for EFI Pairs
该研究证明EFI对的存在意味着伪纠缠的存在，确立伪纠缠为多数计算密码学的新最小假设，强化了密码学与物理世界的联系。
2024-10-10 cs.CR quant-ph
A two-party quantum parliament
本文提出首个两党主导的量子议会模型，引入“自由意志半径”衡量议会量子性，并通过Qiskit量子电路模拟和“通过法案”博弈揭示其运行特征与未来制度启示。
2022-01-21 quant-ph
The future of secure communications: device independence in quantum key distribution
本文综述设备无关量子密钥分发（DI-QKD），分析其基于非局域关联的安全机制、面临的实验漏洞、各类协议与安全证明方法、半设备无关模型及实验进展，探讨其商业化部署挑战与安全通信未来潜力。
2025-11-12 quant-ph
Boosting device-independent cryptography with tripartite nonlocality
本文研究基于三方贝尔不等式的设备无关会议密钥协商和随机性扩展协议，推导熵下界并证明其性能显著优于两体协议，同时澄清多体纠缠并非多体DIRE的必要条件。
2023-04-12 quant-ph
Network-Centric Quantum Communications with Application to Critical Infrastructure Protection
以网络为中心的量子通信（NQC）-一种新的，可扩展的量子密码学的实例，提供密钥管理与光网络中的轻量级加密，认证和数字签名的前向安全-简要介绍。利用集成光子学量子通信组件（称为QKarD）的多节点实验测试台的结果包括：量子识别;可验证的量子秘密共享;多方认证密钥建立，包括组密钥;以及单光纤量子安全通信，可用作现有光纤安装的安全改造/升级。NQC满足具有挑战性的同时延迟和电网控制通信的安全要求，这不能满足不妥协使用传统的密码学的演示。
2013-05-01 cs.CR quant-ph
