Quantum Alice and Silent Bob: Qubit-based Quantum Key Recycling with almost no classical communication
我们回答了一个关于量子密钥回收（QKR）的开放性问题：是否有可能在不增加量子比特数量的情况下将消息完全放在量子比特中？我们证明这确实是可能的。我们介绍了一个测量和测量QKR协议，其中从Alice到Bob的通信完全由量子位组成。像往常一样，Bob用一个经过身份验证的1位接受/拒绝经典消息进行响应。与量子密钥分发（QKD）相比，QKR降低了轮复杂度。与以往的量子比特QKR协议相比，我们的方案具有更少的经典通信。我们提供了一个安全性证明，在通用的可组合性框架，并发现通信速率是渐近相同的单向后处理的量子密钥分配。
2020-03-26 quant-ph
Optimal attacks on qubit-based Quantum Key Recycling
量子密钥回收（QKR）是一种量子加密原语，允许以无条件安全的方式重复使用密钥。通过消除重复生成新密钥的需要，它提高了通信效率。Skoric和de Vries最近提出了一种基于8状态编码（4个碱基）的QKR方案。它不需要量子计算机进行加密/解密，而只需要单量子位操作。我们提供了一个缺失的成分在嘈杂的信道的情况下，该计划的安全性分析：隐私放大的准确界限。我们确定最佳的攻击对消息和对密钥，8状态编码以及4状态和6状态共轭编码。我们表明，8状态编码的香农熵分析减少到量子密钥分发的分析，而4状态和6状态遭受额外的泄漏，使他们不太有效。我们还提供了最小熵方面的结果。总的来说，8态编码产生最高的容量。
2017-04-15 quant-ph
Quantum Authenticated Key Expansion with Key Recycling
Global Technology Applied Research, JPMorganChase（摩根大通全球应用技术研究）
提出一种整合认证与密钥扩展的量子认证密钥扩展协议，具备密钥回收特性，并在改编的QAKE框架中分析安全性，实验验证其可行性。
2026-09-22 quant-ph
Quantum authentication with key recycling
我们证明了[Barnum等人，FOCS 2002]可用于构造安全的量子信道，并且如果消息被成功认证，则另外回收所有的秘密密钥，并且如果检测到篡改，则回收部分密钥。我们给出了一个完整的安全性证明，构造的安全信道只给不安全的噪声信道和一个共享的秘密密钥。我们还证明了回收的密钥位的数量对于这类协议是最优的，即，存在一种对抗策略来获得所有非再循环比特。以前的工作回收较少的密钥，只给出了部分的安全性证明，因为他们没有考虑所有可能的干扰（环境），可以用来区分从理想的安全量子信道和秘密密钥资源的真实设置。
2017-03-29 cs.CR cs.IT math.IT
Key recycling in authentication
在他们关于身份验证的开创性工作中，Wegman和Carter提出，要验证多个消息，只要每个标签都用一次性密码本加密，就足以重用相同的哈希函数。他们认为，由于一次性密码本是完美隐藏的，因此所使用的哈希函数对对手来说仍然是完全未知的。由于他们的证明是不可组合的，我们使用可组合的安全框架重新审视它。事实证明，上面的论点是不够的：如果对手知道一个损坏的消息是被接受还是被拒绝，关于哈希函数的信息就会泄露，并且在有限数量的回合之后，它就完全知道了。然而，我们表明，这种泄漏是非常小的：韦格曼和卡特的协议仍然是$ε$ -安全的，如果$ε$ -几乎强通用的$_2$散列函数使用。这意味着与哈希函数的选择相对应的秘密密钥可以在下一轮认证中被重用，而没有比该$ε$更多的错误。我们还表明，如果球员有一个温和的形式的同步，即接收器知道什么时候应该收到的消息，密钥可以回收任何任意的任务，不仅新一轮的认证。
2014-09-29 cs.CR cs.IT math.IT
Quantum Authentication and Encryption with Key Recycling
我们提出了一个信息理论上安全的加密方案，经典的消息与量子密文，提供检测窃听攻击，并在没有窃听的情况下，密钥的可重用性：整个密钥可以安全地重新用于加密新的消息，只要没有检测到攻击。众所周知，这对于完全经典的方案是不可能的，因为没有办法检测普通的窃听攻击。量子技术在密码学中的这种特殊应用最初是由Bennett、Bennard和Breidbart在1982年提出的，甚至在提出量子密钥分配之前，提出了一个简单的候选方案，但没有给出严格的安全性分析。2005年，当达姆加德、佩德森和萨尔瓦多提出了一个新的方案来完成同样的任务时，这个想法又被重新提出来，但现在有了严格的安全分析。然而，他们的方案在量子能力方面要求更高：它要求用户拥有量子计算机。相反，与Bennett等人的原始方案一样，我们的新方案仅需要制备和测量单个BB84量子比特。因此，我们不仅展示了一个可证明安全的方案，这是在目前的技术范围内，但我们也证实贝内特等人。的原始直觉，一个计划的精神，他们原来的建设确实是安全的。
2017-05-19 quant-ph
Thermodynamic Recycling of Algorithmic Failure Branches: Quantum-Computer Demonstration with Quantum Error Correction
The University of Tokyo（东京大学）
本文提出热力学回收框架，利用量子算法的失败分支超越传统热力学限制，通过结合Harrow-Hassidim-Lloyd算法和三量子位纠错减少擦除热耗散，低于Landauer极限。
2026-04-26 quant-ph
Experimental realisation of Shor's quantum factoring algorithm using qubit recycling
量子计算算法利用量子力学来解决问题，比最好的经典算法快指数。Shor的快速数字分解的量子算法是一个关键的例子，也是国际上实现量子计算机的主要动力。然而，由于所需资源巨大，迄今为止只举行了四次小规模示威。在这里，我们解决了这个资源需求，并展示了一个可扩展版本的Shor算法，其中n量子位控制寄存器被一个被回收n次的单个量子位所取代：量子位的总数是标准协议所需的三分之一。将工作寄存器编码在更高维的状态中，我们实现了因子N=21的双光子编译算法。与以前的演示相比，算法输出与噪声是可区分的。这些结果指向Shor算法的大规模实现，通过利用适用于所有物理架构的可扩展资源减少。
2012-10-24 quant-ph
Information recycling in coherent state discrimination
针对连续变量量子通信中的相干态识别问题，提出信息回收（IR）策略，通过顺序最小错误识别（MED）回收无歧义识别（UD）的失败态，实现兼顾确定性与无错误子集的最优识别，为长距离CV-QKD接收器设计提供新思路。
2025-11-04 quant-ph
Entanglement thresholds for sequential nonlocality sharing in star networks
South China University of Technology（华南理工大学）；Harbin Engineering University（哈尔滨工程大学）；Jinan University（暨南大学）
本研究通过引入基于概率投影测量的协议，建立了支持整个网络无限制共享所需的纠缠阈值，并推导了资源受限下的共享分支与轮次之间的权衡关系，为量子网络的非局域性回收提供了稳健框架。
2026-10-12 quant-ph
Square-root measurements and degradation of the resource state in port-based teleportation scheme
基于端口的隐形传态（PBT）是一种量子隐形传态协议，在这种协议中，接收方不需要对传输态进行修正。在该协议中，空间分离的两方通过联合测量共享的$d-$维最大纠缠态（资源态）的个数和待传送的量子态，并利用单向经典通信，就可以传送未知的量子态.在本文中，我们分析了第一次的确定性PBT超出量子比特的情况下的回收协议。在回收协议中，主要思想是在一轮或多轮PBT之后重新使用剩余的资源状态用于进一步的隐形传态过程。关键属性是了解在每一轮隐形传态过程之后底层资源状态的退化程度。我们通过评估各自资源状态之间的量子保真度来测量这一点。要做到这一点，我们首先提出了分析的平方根测量所使用的发送方在PBT利用系统的对称性。特别是，我们将展示如何有效地评估其平方根和组成。这些研究结果使我们能够提出明确的公式回收保真度只涉及群论参数描述不可约表示的舒尔-外尔对偶。对于第一次，我们还分析了最佳PBT方案的资源状态的退化，并显示其退化的所有$d\geq 2$。在这两个版本中，量子比特的情况下分别讨论导致保真度的紧凑表达式，仅取决于共享纠缠对的数量。
2022-08-29 math-ph math.MP quant-ph
Qubit Recycling in Entanglement Distillation
针对Gisin局部滤波中保真度与产率的权衡，本文提出利用优化局部算子回收废弃光子的纠缠蒸馏协议，在全滤波和部分滤波配置下均显著提升产率。
2023-07-11 quant-ph
A simpler security proof for 6-state quantum key distribution
针对六态QKD现有安全性证明依赖复杂光滑Renyi熵定理的问题，提出了一种直接在Bell基下应用态光滑化、完全避开Renyi熵的更简单的安全性证明，且该技术可用于六态量子密钥回收。
2023-05-06 quant-ph
The Universal Composable Security of Quantum Message Authentication with Key Recyling
Barnum、Crepeau、Gottesman、Tapp和Smith（quant-ph/0205128）提出了量子信息认证的方法。第一种方法是基于隐形传态的交互式协议（TQA '）。第二种方法是非交互协议（QA），其中发送方首先使用协议QEnc加密消息，然后使用从集合（纯度测试码（PTC））中秘密选择的纠错码对量子密文进行编码。加密被证明是认证所必需的。我们增加了一个额外的步骤，提供QA接受消息的整个加密密钥的协议QA。我们分析了由此产生的量子认证和密钥生成的集成协议，我们称之为QA+KG。我们的主要结果是证明QA+KG在Ben-Or-Mayers模型（quant-ph/0409062）中是通用可组合安全的。更具体地，这意味着（a）QA、（b）QA中的加密密钥的再循环以及（c）通过附加PTC的加密方案QEnc的密钥再循环的UC安全性。对于一个m量子位的消息，加密需要2 m位的密钥;但是对于失败概率e，PTC可以只使用O（log m）+ O（log e）位的密钥来执行。因此，我们减少了QA和QEnc所需的密钥，从线性到对数净消耗，代价是一位的反向通信，这可能发生在QA结束后和重用密钥之前的任何时间。QA的UC安全性还将安全性扩展到从quant-ph/0205128中不明显的设置。我们的安全证明结构受到quant-ph/0205128的启发并与之相似，将QA的安全性降低到TQA的安全…
2016-10-29 quant-ph
Two attacks and counterattacks on the mutual semi-quantum key agreement protocol using Bell states
最近，Yan等人提出了一种使用Bell态的相互半量子密钥协商协议（Mod.Phys.Lett. A，34，1950294，2019）。所提出的协议试图帮助量子参与者与量子能力有限的经典参与者共享密钥。Yan等人声称，两个参与者对最终共享密钥具有相同的影响。然而，本研究指出，经典的参与者可以操纵自己的最终共享密钥，而不会被发现。针对这一问题，本文提出了一种改进方法。
2020-10-07 cs.CR quant-ph
Quantum Key Distribution Without Shared Reference Frame Under Unital Noise
King Fahd University of Petroleum and Minerals（法赫德国王石油与矿产大学）；University of Luxembourg（卢森堡大学）
针对未知平稳单位量子比特信道且无全局共享参考系的场景，提出两种方法（构建泡利转移矩阵和顺序基匹配）实现量子密钥分发，并证明其等效性及BB84和六态协议的最优性。
2026-06-23 cs.CR quant-ph
Quantum key distribution with post-processing driven by physical unclonable functions
研究探讨了在量子密钥分发系统中集成物理不可克隆函数以促进预共享密钥的生成和分发，同时实现设备的实时认证。
2023-02-15 cs.CR quant-ph
On the lightweight authenticated semi-quantum key distribution protocol without Trojan horse attack
最近，Tsai等人（Laser Phys.Lett. 17，075202，2020）提出了一种用于量子参与者与经典参与者共享秘密密钥的轻量级认证半量子密钥分发协议。然而，本研究指出，攻击者可以使用修改攻击，使两个参与者共享一个错误的密钥而不被发现。为了避免这个问题，这里提出了一种改进。
2020-10-20 cs.CR quant-ph
Establishing shared secret keys on quantum line networks: protocol and security
本文提出在单条量子通信线上进行多用户密钥建立的架构，中间节点仅执行单量子比特酉变换，无需密钥路由，并基于抽象密码学框架证明了其可组合安全性。
2023-04-04 cs.CR quant-ph
An efficient and provably secure arbitrated quantum signature scheme
结合量子密码技术和经典密码学的思想，提出了一种高效的仲裁量子签名方案。在该方案中，签名者和接收者可以与仲裁者共享一个长期密钥，该密钥与一个随机数一起使用。而在以往的量子签名方案中，签名者和仲裁者之间或者接收者和仲裁者之间共享的密钥只能使用一次，因此每次签名时，签名者和接收者都必须通过量子密钥分发协议获得与仲裁者共享的新密钥。详细的理论分析表明，该方案是有效的和可证明安全的。
2020-06-15 cs.CR quant-ph
Collusion attack and counterattack on the quantum key agreement via non-maximally entangled cluster states
最近，Li等人（Int J Theor Phys：DOI：10.1007/s10773-020-04588-w，2020）提出了一种通过非最大纠缠簇态的多方量子密钥协商协议。他们声称，所提出的协议可以帮助所有参与者对最终共享密钥具有平等的影响力。然而，这项研究指出了一个漏洞，使李等人。的协议遭受共谋攻击，即几个不诚实的参与者可以合谋操纵最终的共享密钥而不被其他人发现。为了避免这个漏洞，这里提出了改进。
2020-10-20 cs.CR quant-ph
Quantum Vernam Cipher
我们通过提出和分析Vernam密码（一次性密码本）的量子模拟来讨论安全量子通信的各个方面。量子Vernam密码以纠缠为密钥，对通过不安全的量子信道发送的量子信息进行加密。首先，与经典Vernam密码形成鲜明对比的是，量子密钥可以安全地回收。我们表明，密钥回收是内在的量子密文，而不是使用纠缠作为密钥。第二，该方案检测和纠正任意传输错误，并且它只使用发送方和接收方之间的本地操作和经典通信（LOCC）。讨论了该方法在量子信息认证中的应用。给出了具有类似性质的量子秘密共享方案的特征。讨论了秘密通信与秘密共享的关系和安全通信协议的分类。
2001-10-09 quant-ph
Unconditionally secure device-independent quantum key distribution with only two devices
设备无关的量子密钥分发是指使用未表征的量子设备在两个用户之间建立共享密钥。如果一个协议是安全的，不管设备的行为如何，它都可以用来生成共享密钥，即使设备的供应商是恶意的。迄今为止，所有已知安全的设备无关的量子密钥分发协议都需要用于每个纠缠对的单独的隔离设备，这是一个显著的实际限制。我们引入一个协议，要求Alice和Bob每个人只有一个设备。虽然效率低下，我们的协议是无条件的安全对敌对供应商仅限于本地强制执行的信令约束。
2012-10-11 cs.CR quant-ph
Practical Scheme To Share A Secret Key Through An Up To 27.6% Bit Error Rate Quantum Channel
通过量子密钥分发在两个合作参与者之间共享的秘密密钥是安全的，可以抵抗物理定律允许的任何窃听攻击。然而，只有当由于窃听或不完善的设备而导致的量子信道错误率低时，才能建立这样的密钥。在这里，我报告了一个实用的量子密钥分发方案，利用自适应隐私放大过程与双向经典通信。然后，我证明了该方案产生一个秘密密钥时，误码率的量子信道是小于$0.5-0.1\sqrt{5} \approx 27.6%$，从而使它成为迄今为止已知的最抗错误的方案。
2002-11-11 quant-ph
A note on quantum safe symmetric key growing
量子密钥分发是一种用于在拥有预共享秘密的双方之间分发对称加密密钥的密码原语。由于预共享秘密是一个要求，量子密钥分发可以被看作是一个密钥增长协议。我们注意到，使用预共享的秘密加上访问随机性信标可以实现密钥增长，虽然从信息论的角度来看不安全，但仍然是量子安全的。
2017-07-10 quant-ph
Quantum Key Distribution with no Shared Reference Frame
任何量子通信任务都需要一个共同的参考系（即相位、坐标系）。特别是，量子密钥分发需要不同的基础来准备和测量状态，这些状态显然是基于公共参考系的存在。在这里，我们展示了如何在没有任何公共参考系的情况下实现QKD。我们研究的坐标参考系，双方甚至不共享一个单一的方向，但该方法可以推广到其他一般的参考系，属于其他组的转换。
2019-06-05 quant-ph
Multiparty quantum key agreement protocol secure against collusion attacks
安全多方量子密钥协商（MQKA）协议的公平性要求所有参与方完全是对等实体，并且可以平等地影响协议的结果以建立共享密钥，其中没有人可以单独决定共享密钥。然而，发现现有MQKA协议的部分对共谋攻击敏感，即，一些不诚实的参与者可以协作以预先确定最终密钥而不被检测到。提出了一种抗合谋攻击的多方QKA协议。与以往的抗$N-1$合谋者或抗$1$合谋者的QKA协议不同，本文研究了一种能抵抗$t$不诚实参与者合作的广义圈型MQKA协议.给你，$t < N$。我们希望本文的研究结果将有助于进一步研究公平MQKA协议。
2016-04-05 cs.CR quant-ph
Lightweight authentication for quantum key distribution
量子密钥分发（QKD）使得能够使用量子信道和可信公共信道在不同方之间进行无条件安全的通信。减少在认证过程中消耗的量子生成密钥的部分对于提高QKD系统的性能具有重要意义。在目前的工作中，我们开发了一个轻量级的认证协议的QKD的基础上的“乒乓”方案的真实性检查的QKD。该方案的一个重要特征是在每个QKD后处理轮期间仅生成和发送一个认证标签。对于标签生成的目的，我们设计了一个无条件安全的过程的基础上的概念，密钥回收。该过程基于几乎通用的$_2$多项式散列、XOR通用$_2$ Toeplitz散列和一次性密码本（OTP）加密的组合。我们演示了如何最小化OTP加密所需的回收密钥的长度和身份验证密钥的大小。因此，在实际情况下，用于认证目的的量子生成的秘密密钥的部分低于1%。最后，我们提供了一个完整的量子密钥增长过程中的安全性分析的框架下，普遍组合安全。
2020-09-23 cs.CR cs.IT math.IT
On Post-Quantum Cryptography Authentication for Quantum Key Distribution
针对量子密钥分发传统预共享密钥认证的可扩展性瓶颈，提出结合后量子密码的公钥基础设施方案，可抵御量子攻击，在有界敌手模型下实现安全认证与可扩展量子网络。
2025-07-28 cs.CR quant-ph
A verifiable quantum key agreement protocol based on six-qubit cluster states
量子密钥协商要求所有参与者共同恢复共享密钥，因此抵抗参与者攻击至关重要。提出了一种基于六比特簇态的可验证多方量子密钥协商协议。该协议引入了一个可验证的分发者，该分发者保留了六比特团簇态的部分连续性，因此参与者不能预先获得共享密钥。此外，可信设计组合器和同态哈希函数保证了共享密钥的正确性和安全性。安全性分析表明，新协议能够抵抗外部攻击和内部攻击.
2021-04-13 quant-ph
Boosting the secret key rate in a shared quantum and classical fibre communication system
在过去的20年里，通信技术的进步产生了许多令人兴奋的应用。然而，通常用于保护当前通信系统的经典密码学可能会因量子计算机的出现而受到危害。量子密钥分发（QKD）是解决这一安全问题的一种有前途的技术。不幸的是，QKD系统的当前实现显示出相对低的密钥速率，要求低信道噪声并且使用自组织设备。在这项工作中，我们的图片如何克服速率限制，使用37芯光纤产生2.86 Mbit/s的每核心，可以空间复用到最高的密钥速率为105.7 Mbit/s的日期。我们还展示了，与现成的设备，系统的鲁棒性共同传播的经典信号在370 Gbit/s，铺平了道路，共享量子和经典通信网络。
2019-11-13 quant-ph
Device-dependent and device-independent quantum key distribution without a shared reference frame
标准的量子密钥分发（QKD）协议通常假设远端方共享公共参考系。然而，在实践中，建立和保持远距离观察者之间的良好对准很少是一个微不足道的问题，这可能会大大限制长距离量子通信协议的实现。在这里，我们提出了简单的QKD协议，不需要双方共享任何参考系，并研究其安全性和可行性在通常的设备相关的情况下-其中双方使用良好的测量设备-以及在设备无关的情况下-其中的测量设备可以是不可信的，和安全性依赖于违反贝尔不等式。为了说明这些想法的实际相关性，我们提出了一个证明我们的协议的原理演示使用偏振纠缠光子分布在一个盘绕的10公里长的光纤。我们考虑两种情况，其中无论是光纤线轴自由漂移，或随机选择的偏振变换。从测量获得的相关性允许，以高概率，在设备相关和设备无关的情况下（在后一种情况下的公平采样假设下）生成正渐近密钥速率。
2013-11-13 quant-ph
A protocol for secure and deterministic quantum key expansion
在所有现有的加密和解密私有通信协议中，预共享密钥只能使用一次。我们给出了一个确定性的量子密钥扩展协议，其中的预共享密钥可以回收。我们的协议是指数级安全的。我们的协议花费更少的量子比特和几乎零经典通信与认证步骤被包括在内。由于我们的协议可以分发确定性比特，它也可以用于直接通信。
2004-07-05 quant-ph
Double C-NOT attack on a single-state semi-quantum key distribution protocol and its improvement
最近，Zhang等人提出了一种单态半量子密钥分发协议（Int. J. Quantum Inf，18，4，2020），以帮助量子参与者与经典参与者共享密钥。然而，这项研究表明，窃听者可以使用双重C-NOT攻击来获得最终共享密钥的一部分，而不会被参与者发现。为了避免这个问题，这里提出了修改。
2020-09-26 quant-ph
Permutation attack and counterattack on the two-party quantum key agreement over a collective noisy channel
最近，Yang等人（Quantum Inf Process 18，74，2019）提出了一种集体噪声信道上的两方量子密钥协商协议。他们声称，他们的量子密钥协商协议可以确保参与者对最终共享密钥的影响力相等。然而，这项研究表明，宣布置换操作的参与者可以自己操纵最终的共享密钥，而不会被其他人发现。为了避免这个漏洞，这里提出了改进。
2020-09-15 quant-ph
Anonymous Quantum Conference Key Agreement
会议密钥协商（CKA）是多方建立共享密钥的加密努力。在未来的量子网络中，以匿名方式生成密钥对于希望保持共享密钥秘密并同时保护自己身份的各方来说非常重要。我们提供了一个一般协议的匿名性的定义，并提出了一个CKA协议，是可证明的真实对抗场景下的匿名性。我们的协议基于共享Greenberger-Horne-Zeilinger状态，这已被提出作为更有效的资源CKA协议，相比二分纠缠资源。基于多体纠缠态的安全和匿名协议的存在为它们作为资源的潜力提供了新的见解，并为进一步的应用铺平了道路。
2020-10-09 quant-ph
Cryptographic encryption scheme for solving the trusted courier problem based on metastable excited nuclei
量子密码学使得将短共享密钥（例如256位[1]）扩展为任意长共享密钥成为可能。量子密码学的新颖之处在于，每当间谍试图窃听通信时，他都会对消息的传输造成干扰。最终，这种不可避免的干扰是海森堡的不确定原理的结果，它限制了互补观测量的联合知识。现在，一个问题仍然存在：为了初始化量子密钥分发，Alice和Bob需要共享短的共享密钥，以便能够明确地识别彼此。因此，需要一个可靠的信使。受量子密码学的启发，我们提出了一种解决可信信使问题的方法。这个想法是将Alice发送给Bob的密钥编码到不稳定的原子核中，这样消息只有在信使将其传递给Bob之后才能显示。在这种方法中，我们用另一种不确定性来代替海森堡不确定性，这种不确定性表征了不稳定核衰变时间的知识。正如我们将展示的，即使在我们不信任携带密钥的信使的情况下，该方案也可以刷新密钥。
2009-10-16 quant-ph
A novel circular semiquantum private comparison protocol of equality without a pre-shared key based on \c{hi}-type states
本文提出一种基于χ型态的循环半量子私密比较协议，无需预共享密钥、纠缠交换和延迟线，可在一轮内安全判断两个半量子用户的私密输入是否相等。
2023-06-21 quant-ph
Layered Quantum Key Distribution
我们介绍了一个家庭的QKD协议分发共享随机密钥的$n$用户的网络内。这些协议的优点在于，网络内所需的任何可能的密钥结构，包括在用户子集之间共享的广播密钥，都可以通过使用特定的多方高维量子态来实现。这种方法在量子信道使用次数上比传统的使用二分链路的量子密钥分发更有效。此外，多组分高维量子态在量子光子实验室中变得容易获得，使得所提出的协议可使用当前技术来实现。
2017-11-23 quant-ph
Anonymous Conference Key Agreement in Quantum Networks
量子会议密钥协议（CKA）是多方建立共享密钥的加密努力。虽然二分量子密钥分发协议在CKA的上下文中也是有用的，但多分协议允许更有效地生成必要的相关性，因此在量子网络的上下文中被有利地看待。在未来的量子网络中，以匿名的方式生成密钥对于不仅希望保持共享密钥秘密，而且还希望保护自己身份的各方来说非常重要，例如在告密的情况下。本文提出了第一个匿名量子会议密钥协商协议，并利用四光子Greenberger-Horne-Zeilinger（$\mathrm{GHZ}$）态进行了验证。
2020-07-15 quant-ph
Quantum cipher based on phase inversion
我们提出了一个量子版本的密码在密码学中使用的信息被编码到一个量子态使用共享密钥的相对相位。携带消息的编码的量子信息实际上通过量子信道发送到接收者，假设对等体之间的共享密钥具有适当的保密性。
2018-11-03 quant-ph
Quantum Versus Classical Advantages in Secret Key Distillation (and Their Links to Quantum Entanglement)
我们考虑从经典或量子源产生的相关性中提取共享密钥。在经典的设置中，两个诚实的当事人（爱丽丝和鲍勃）使用公共讨论和本地随机性，以提取秘密密钥从一些分布$p_{XYZ}$，与一个不必要的窃听者（夏娃）共享。在量子设置中，相关性$p_{XYZ}$以正交量子态的\textit{incoherent}混合或这些态的\textit{coherent}叠加的形式传递给双方;在这两种情况下，Alice和Bob都使用公共讨论和局部量子操作来提取密钥。虽然量子力学的力量增加了爱丽丝和鲍勃产生共享随机性的能力，但它也为夏娃提供了更强大的窃听攻击武器。因此，当用量子源代替经典源时，谁在提取密钥方面获得最大的优势并不明显。在本文中，我们首先证明了经典的密钥速率是等价的量子密钥速率时，相关产生的非相干量子设置。对于相干源，我们接下来证明了速率是不可比较的，事实上，它们的差异在任何方向上都可以任意大。然而，我们确定了一个大类的非平凡分布$p_{XYZ}$，具有以下属性：（一）夏娃的优势总是更大的量子源比在其经典的对应，和（二）对于量子纠缠共享之间的爱丽丝和鲍勃在相干源，所谓的纠缠成本/压扁纠缠/相对熵的纠缠都可以计算。利用性质（ii），我们提出了一个罕见的例子，其中的各种熵纠缠的量子态的措施，可以明确地计算。
2015-10-26 quant-ph
Security of quantum key distribution protocol with two-way classical communication assisted by one-time pad encryption
本文研究了一种基于一次一密的双向经典通信的量子密钥分发协议。我们提出了一种双向预处理方案，该方案使用预先共享的密钥进行一次性密码本加密，预处理后的量子密钥分配系统的净密钥速率超过了未预处理的量子密钥分配系统的净密钥速率，并将预处理简化为双向经典通信和预先共享EPR对的纠缠蒸馏协议（双向繁殖协议），并以Shor和Preskill的论证同样的方式保证了带预处理的QKD的安全性。
2006-08-29 quant-ph
Quantum secret sharing and Mermin operator
量子秘密共享是一种以量子力学方式实现秘密共享的方法。量子秘密共享的大多数结果都是基于纯多体纠缠态。然而，在现实中，参与者很难共享一个纯纠缠态，尽管他们可以共享一个接近纠缠态的状态。因此，有必要研究如何在一般的多体状态下实现量子秘密共享。本文提出了一个在接近于纯$N$ -量子比特Greenberger-Horne-Zeilinger态的$N$ -量子比特态上的量子秘密共享协议.在我们的协议中，$N$的参与者使用一个从Mermin不等式推导出的不等式来检查秘密共享的经典密钥位的安全相关性。我们表明，如果我们的不等式成立，那么每个合法的玩家都可以拥有正密钥速率的密钥位。因此，对于足够多的副本的状态，球员可以安全地共享一个经典秘密的概率很高，通过我们的协议。
2018-09-10 quant-ph
Quantum multiparty key distribution protocol without use of entanglement
我们提出了一个量子密钥分发（QKD）协议，该协议使得在窃听者存在的情况下，三方能够在不使用纠缠的情况下同时就共享的公共随机比特串达成一致。我们证明了它的无条件安全性，并分析了密钥速率。
2007-08-07 quant-ph
SpooQySats: cubesats to demonstrate quantum key distribution technologies
基于卫星的QKD提供了在全球各地的光学地面站之间共享高度安全的加密密钥的潜力。SpooQySats是一个利用CubeSat纳米卫星确定高度偏振、偏振纠缠光子对源的空间价值的方案。这些源正在反复开发，早期版本已经在轨道上，改进版本很快将发射。一旦充分开发，光子对源可以部署在配备光学链路的更先进的卫星上。这些可以允许非常安全的上行链路和下行链路，并可用于建立全球天基量子密钥分发网络。这将使高度安全的对称加密密钥能够在全球各地的光学地面站之间共享。
2017-10-16 quant-ph
Secure Key Distribution by Swapping Quantum Entanglement
我们报道了两个通过交换量子纠缠实现的密钥分配方案。使用两个贝尔状态，两个比特的秘密密钥可以在扮演对称和平等角色的两个远程方之间共享。我们还解决了窃听攻击的计划。
2004-01-01 quant-ph
Single-state multi-party semiquantum key agreement protocol based on multi-particle GHZ entangled states
本文首先提出了一种新的基于三粒子GHZ纠缠态的单态三方半量子密钥协商协议。与以往的量子密钥协商协议不同，本文提出的单态三方量子密钥协商协议能够实现量子信道上一个量子方和两个仅具有有限量子能力的经典方平等参与共享私钥的生成.详细的安全性分析结果表明，所提出的单状态三方SQKA协议能够抵抗来自外部窃听者的几种著名攻击，如特洛伊木马攻击、纠缠测量攻击、测量重发攻击和拦截重发攻击。此外，它可以抵抗参与者攻击，这意味着共享私钥不能完全由三方的任何非平凡子集确定。提出的单态三方SQKA协议具有以下特点：（1）只使用一种三粒子GHZ纠缠态作为初始量子资源;（2）不需要预先共享密钥;（3）不需要幺正操作和量子纠缠交换.最后，我们将所提出的单态三方SQKA协议推广到N方情形，只使用一种N粒子GHZ纠缠态作为初始量子资源，继承了三方SQKA协议的优良特性.
2022-07-30 quant-ph
Characterizing multipartite entanglement without shared reference frames
多体纠缠是量子信息处理的关键资源之一。我们利用相关张量规范开发一个框架，其实验检测，而不需要共享的参考系。通过对部分可分态和有限维态的这些规范进行约束，我们以实验上可行的方式实现了多体系统纠缠的广泛表征。此外，我们表明，两个和多体的纠缠维数可以揭示我们的方法。
2015-04-30 quant-ph
A random quantum key distribution by using Bell states
提出了一种新的基于纠缠交换的量子密钥分发方案。通过该协议，\QTR{em}{Alice}可以与\QTR{em}{Bob}安全地共享一个随机量子密钥，而不需要传输任何粒子。
2003-02-27 quant-ph
Resource-Efficient Real-Time Polarization Compensation for MDI-QKD with Rejected Data
针对MDI-QKD偏振补偿需中断流程或额外资源的问题，提出利用丢弃的诱骗态探测事件实时评估偏振漂移的补偿方案，在40km光纤4小时内漂移低于0.13rad，实现3.8%误码率与7.45×10^{-6}比特/脉冲的密钥速率，提升资源效率。
2024-04-23 quant-ph
Long-Distance Device-Independent Conference Key Agreement
本文提出一种利用 heralding 方案分发多方纠缠的设备无关会议密钥协商协议，在两种测量场景下分析密钥率，并证明其优于先前协议，即使采用实验可行的测量。
2025-06-02 quant-ph
