Incorporating device characterization into security proofs
University of Waterloo（滑铁卢大学）
本文提出一个严格框架，将设备参数认证或表征程序与量子密钥分发（QKD）安全证明相结合，明确安全证明与认证程序的具体要求，并澄清可有效得出的结论类型。
2026-05-29 quant-ph
Security limitation on a class of device-independent quantum key distribution
近年来，基于Clauser-Horne-Shimony-Holt不等式的设备无关（DI）量子密钥分发协议被提出.然而，作为一个统计规律，一定程度的波动是必须允许的。我们表明，窃听者可以利用这个属性，以获得显着的一部分的秘密密钥，通过替换一些DI非本地盒与本地的。相反，相同的欺骗策略不适用于协议的设备相关（DD）版本。因此，这种DI协议的安全性低于DD协议。
2013-08-09 quant-ph
Security Analysis of Measurement-device-independent Quantum Secure Direct Communication
量子安全直接通信（QSDC）是量子通信的一个重要分支，它不需要加密和解密，直接在量子信道上传输机密信息。它不仅可以防止传输过程中的窃听，而且还消除了与密钥存储和管理相关的安全漏洞。最近，已经构建了测量设备无关（MDI）QSDC协议，其中测量由不可信方使用不完美的测量设备来执行，并且MDI-QSDC消除了源于测量设备中的不完美的安全漏洞，使得QSDC能够与当前技术一起应用。本文对MDI-QSDC的安全性进行了定量分析。导出了安全容量，并给出了安全容量的下界。研究发现，MDI-QSDC的保密容量仅略低于采用完善测量设备的QSDC。因此，通过牺牲少量的容量，QSDC对于电流测量设备是可能的。
2020-06-26 quant-ph
Weak randomness in device independent quantum key distribution and the advantage of using high dimensional entanglement
我们表明，在设备无关的量子密钥分发协议的随机性的隐私是至关重要的。对于次线性测试样本大小，即使窃听者最轻微的猜测概率也会完全危及安全性。我们表明，利用测试样本和测量选择的组合攻击，即使是线性大小的测试样本和其他设备独立的安全考虑，也会损害安全性。我们显式地推导出检索安全性所需的样本大小作为随机性质量的函数。我们证明，利用真正的高维系统的功能，可以减少这种弱点，并提供设备独立的安全性更强大的弱随机性源。
2013-09-11 quant-ph
Simple security proofs for continuous-variable quantum key distribution with intensity fluctuating sources
量子密钥分发（QKD）原则上提供基于物理定律的无条件安全性。连续变量（CV）量子密钥分发具有使用标准电信组件实现高密钥速率和低成本的潜力。尽管连续变量量子密钥分发在理论和实验上取得了巨大的进展，但目前大多数连续变量量子密钥分发系统的安全性还没有得到严格的建立，而且存在缺陷。在这些缺陷中，强度波动是影响安全的一个重要的主要问题。本文对具有强度起伏源的连续变量量子密钥分发系统给出了简单的安全性证明。具体而言，根据源中的设备假设，将不完美系统分为两种情况进行安全性证明。对于目前的连续变量量子密钥分发系统，我们的证明易于实现，无需任何硬件调整。此外，我们还提出了一些对解码缺陷的补偿方案，并展望了未来。
2021-10-17 quant-ph
Security of device-independent quantum key distribution protocols: a review
设备无关的量子密钥分发（DI-QKD）通常被视为安全性方面的最终密钥交换协议，因为它可以在未表征的黑盒设备上安全地执行。DI-QKD的出现关闭了困扰当前QKD系统的几个漏洞和侧通道。虽然实现DI-QKD协议在技术上具有挑战性，但最近已经有了原理证明，这是理论和实验取得进展的结果。在这篇综述中，我们将介绍DI-QKD，概述相关的实验，以及分析其安全性所需的理论和技术。最后，我们展望了未来的DI-QKD研究。
2023-02-17 quant-ph
Physical Security of Chip-Based Quantum Key Distribution Devices
本文针对芯片化MDI-QKD设备的物理安全，研究利用片上监测光电二极管、光学隔离和幅度调制器布局来检测并抵御特洛伊木马攻击。
2024-08-29 quant-ph
Towards practical security of continuous-variable quantum key distribution
连续变量量子密钥分发（CV QKD）的安全性最近得到了严格的数学证明。不幸的是，这些安全性证明依赖于在实验实践中很难满足的假设。在这里，我详细研究了这些问题，并讨论了实验友好的解决方法来评估CV QKD的安全性。本文的目的是表明，有隐藏和未解决的问题，并指出可能的部分解决方案。提供一个完整的和严格的数学安全性证明超出了本文的范围。
2020-08-31 quant-ph
Continuous-variable measurement-device-independent quantum key distribution: Composable security against coherent attacks
在有限规模的情形下，对连续变量测量设备无关的量子密钥分发（CV MDI QKD）进行了严格的安全性分析。安全性证明分两步得到：首先评估集体高斯攻击的安全性，然后通过高斯-德-菲内蒂约简扩展到最一般的相干攻击类。我们的结果结合了最近的国家最先进的安全证明CV QKD与最小熵演算和参数估计的新发现。在这样做时，我们提高了有限大小的估计的秘密密钥速率。我们的结论证实，CV MDI协议允许大城市规模的高速率，并且可以在10^7-10^9量子信号传输后针对最一般的相干攻击类实现非零密钥速率，这取决于损耗和噪声以及所需的安全级别。
2018-06-09 quant-ph
Security against collective attacks for a continuous-variable quantum key distribution protocol using homodyne detection and postselection
分析了基于零差的连续变量量子密钥分发协议的抗集体攻击安全性。我们推导出一个渐近情况下的密钥速率的下界，并在对称高斯信道的情况下对其进行数值优化。
2022-06-29 quant-ph
Quantum Complementarity Approach to Device-Independent Security
互补性是量子力学的基本特征。一个观测量的本征态的准备意味着其互补观测量的完全随机性。在量子密码学中，互补性允许我们根据相位误差校正来制定安全分析。然而，在提供安全性而不需要设备特征的设备无关机制中，这个概念变得更加微妙。与设备无关的量子密码任务的安全性证明通常很复杂，并且与它们更标准的依赖于设备的同类任务的安全性证明完全不同。现有的证明对实验提出了巨大的挑战，其中大数据量的要求是一个关键。在这里，我们展示了设备无关任务的互补安全起源。通过将互补性与量子非局域性联系起来，我们将设备无关方案改造成一个量子纠错协议。超越相同和独立分布的情况下，我们考虑最一般的攻击。我们将经典Shannon理论中的样本熵推广到有限大小分析中。我们的方法具有良好的有限尺寸性能，并带来了设备无关的计划，以更实用的制度。将其应用于最近基于离子阱的设备无关量子密钥分发实验中的数据，可以将对数据大小的要求降低到不到三分之一。此外，互补方法可以自然地扩展到优势关键蒸馏，以通过容忍更高的损失和更低的透射率来简化实验。
2022-10-11 quant-ph
Security of Continuous-Variable Quantum Key Distribution with Discrete Modulation against General Attacks
在有限规模的实际系统中，分析了离散调制的连续变量量子密钥分发（CVQKD）对一般攻击的安全性。为了实现这一目标，我们首先利用协方差矩阵的可靠层析证明了离散调制的连续变量量子密钥分发协议对集体攻击的安全性，得到了可靠的紧误差界.结合de Finetti约简，证明了基于离散调制的连续变量量子密钥分发（DM-CVQKD）即使在一般攻击下也是安全的.特别地，我们使用能量测试来截断Hilbert空间以提供安全性。
2017-12-19 quant-ph
Security of Continuous-variable quantum cryptography using coherent states: Decline of postselection advantage
研究了正交多余噪声环境下相干态连续变量量子密钥分发（QKD）的安全性。我们考虑一个窃听攻击，使用线性放大器和分束器。这种攻击将分束攻击和拦截重发攻击（经典的隐形传态攻击）联系起来。我们还展示了后选择如何在一个现实的渠道失去其效率。
2005-06-23 quant-ph
Security of Post-selection based Continuous Variable Quantum Key Distribution against Arbitrary Attacks
我们扩展了连续变量量子密钥分发协议的安全性证明，考虑到任意的窃听攻击，通过采用一个等价的协议的概念，后选择是作为一个投影量子测量。我们证明，安全性可以计算使用实验上可访问的数量，并最终明确评估的情况下，一个嘈杂的高斯信道的无限密钥长度的限制的性能。
2011-06-04 quant-ph
Security Analysis and Improvement of Source Independent Quantum Random Number Generators with Imperfect Devices
量子随机数发生器（QRNG）作为一种真正的随机性源在许多应用中是必不可少的，如数字模拟和密码学。近年来，一种源无关的量子随机数发生器（SI-QRNG）已经被实现，它可以在源不可信的情况下产生安全的随机数。然而，SI-QRNG中使用的可信但不完美的设备的测量漏洞尚未被充分挖掘，这将导致安全问题，特别是在高速系统中。在这里，我们指出和评估的安全漏洞，实际不完善的测量设备在SI-QRNG。通过重新计算条件最小熵和增加监控器，提出了相应的对策。此外，通过考虑有限尺寸效应，我们表明，后脉冲的影响可以超过有限尺寸效应与大量的采样轮。该协议简单有效，提高了SI-QRNG在实际应用中的安全性以及与高速测量设备的兼容性，为构建超高速、安全认证的商用SI-QRNG系统奠定了基础。
2021-01-12 quant-ph
Monte Carlo approach to the evaluation of the security of device-independent quantum key distribution
本文提出蒙特卡洛方法分析多设置设备无关量子密钥分发的信息论安全，给出密钥率上界与探测效率要求，并表明增加测量可降低效率阈值。
2023-12-11 quant-ph
Versatile security analysis of measurement-device-independent quantum key distribution
与测量设备无关的量子密钥分发（MDI-QKD）是目前已知的唯一一种能够完全克服检测侧信道攻击的量子密钥分发方案。然而，尽管它的实际重要性，没有标准的方法来证明MDI-QKD的安全性。在这里，我们提出了一个简单的数值方法，可以有效地计算几乎紧的安全边界的任何离散调制MDI-QKD协议。为了证明我们的方法的广泛实用性，我们用它来分析相干态MDI-QKD的安全性，诱饵态MDI-QKD与泄漏源，和双场QKD的变体称为相位匹配QKD。在所有的数值模拟（使用现实的检测模型），我们发现，我们的方法提供了显着更高的秘密密钥速率比目前的安全证明技术。有趣的是，我们还发现，相位匹配QKD仅使用两个相干的测试状态是足够的，以克服量子密钥分配的基本速率距离限制。综上所述，这些发现表明，我们的安全证明方法实现了一个通用的，快速的，可能是最佳的方法对实际MDI-QKD系统的安全验证。
2020-04-24 quant-ph
Detector-device-independent QKD: security analysis and fast implementation
量子密钥分发（QKD）中最紧迫的问题之一是探测器旁道攻击问题。为了克服这个问题，研究人员提出了一种优雅的“时间反转”QKD协议，称为测量设备无关QKD（MDI-QKD），它基于时间反转纠缠交换。然而，MDI-QKD比标准的点对点QKD更难实现。最近，一种称为检测器设备无关的QKD（DDI-QKD）的中间QKD协议已经被提出来克服MDI-QKD的缺点，希望它最终会导致一个更有效的检测器侧通道自由的QKD系统。在这里，我们分析了DDI-QKD的安全性，并阐明其安全假设。我们发现，DDI-QKD并不等同于MDI-QKD，但其安全性可以通过合理的假设来证明。在更实际的方面，我们考虑了DDI-QKD的可行性，并提出了一个快速的实验演示（时钟频率为625 MHz），能够交换密钥超过90公里。
2016-07-19 quant-ph
Unconditional security proof of long-distance continuous-variable quantum key distribution with discrete modulation
提出了一种结合离散调制和反向协调的连续变量量子密钥分发协议。该协议被证明是无条件安全的，并允许在长距离的秘密密钥的分布，由于在非常低的信噪比有效的反向和解方案。
2008-12-22 quant-ph
Security bound of continuous-variable measurement-device-independent quantum key distribution with imperfect phase reference calibration
在实际的与测量设备无关的连续变量量子密钥分发（CV-MDI-QKD）中，相位基准校准是满足贝尔态测量（BSM）需要的一个必要步骤。然而，在实际应用中，相位基准校准可能变得不完美。我们探讨了在有损耗和有噪声的量子信道条件下，非理想相位参考校准的CV-MDI-QKD的实际安全性。具体而言，一个全面的框架，开发的模型和表征的实际相位基准校准操作的不完善性，这主要是由两个远程激光器的非同步在MEMS中造成的。安全性分析表明，不完善的相位基准校准对CV-MDI-QKD协议的性能和安全性有显著的负面影响。在渐近极限下，推导了反向协调协议对不完美相位基准校准引入的过量噪声的严格安全界，并给出了CV-MDI-QKD协议对过量噪声的容忍度.该安全分析框架在不改变现有CV-MDI-QKD系统结构的前提下，消除了相位基准校准不完善带来的安全隐患。
2019-04-22 quant-ph
Device calibration impacts security of quantum key distribution
建立用于量子密钥分发（QKD）的量子信道的前提是对物理信道进行表征和对密码系统硬件进行校准。此外，不适当地实现的校准例程可能打开致命的安全漏洞。我们提出并实验证明了一种方法，诱导一个大的时间检测器效率失配在商业QKD系统中，通过欺骗的通道长度校准例程。然后，我们设计了一个最佳的和现实的策略，使用伪造的状态来打破密码系统的安全性。还建议了对该漏洞的修复。
2011-09-16 quant-ph
Device-Independent Quantum Key Distribution: Protocols, Quantum Games, and Security
本文综述设备无关量子密钥分发（DIQKD）的基础原理、协议设计、实验实现与现存问题，展望其实现鲁棒高性能的未来研究方向。
2025-05-20 quant-ph
Composable security proof for continuous-variable quantum key distribution with coherent states
给出了连续变量相干态量子密钥分发抗集体攻击的第一个可组合安全性证明。关键的是，在大块的限制下，秘密密钥速率收敛到从Holevo界计算出的通常值。将我们的证明与de Finetti定理或后选择技术相结合，然后显示协议对一般攻击的安全性，从而证实了长期存在的猜想，即高斯攻击在可组合安全框架中是渐近最优的。我们期望我们的参数估计过程，它不依赖于任何假设，将在其他地方找到应用，例如在有限大小的设置连续变量纠缠的可靠量化。
2015-02-03 quant-ph
Security of continuous-variable QKD: exploiting symmetries in phase space
证明量子密钥分发（QKD）方案的无条件安全性是一项极具挑战性的任务，因为需要确定与实验数据兼容的最有效的攻击。对于连续变量QKD，这个任务甚至更加苛刻，因为描述协议的希尔伯特空间是无限维的。解决这个问题的一个非常自然的方法是广泛使用协议的对称性。在这篇文章中，我们研究了相空间中与连续变量QKD特别相关的对称性，并探索了一种新的量子de Finetti定理，该定理将利用这种对称性并提供一种强大的工具来评估连续变量协议的安全性。
2009-07-21 quant-ph
Security of Continuous Variable Quantum Cryptography
讨论了一种利用连续波光束的微小相位和振幅调制来携带密钥信息的量子密钥分发方案。EPR型关联的存在提供了量子保护。我们确定通用的限制之间的预期接收器（鲍勃）和任何窃听者（夏娃）的共享信息的水平，并使用它来进行一般的安全评估。我们认为隐形传态是一种最佳的窃听技术。
2000-07-09 quant-ph
One-sided Device-Independent Quantum Key Distribution: Security, feasibility, and the connection with steering
分析了一种量子密钥分发（QKD）协议的安全性和可行性。这种场景自然地位于标准QKD和设备无关QKD（DI-QKD）之间，在标准QKD中，双方都信任他们的测量装置，在设备无关QKD中，双方都不信任，并且在一些实际情况下可以是自然的假设。我们表明，获得安全密钥的要求比DI-QKD更容易满足，这为实验提供了很好的机会。我们澄清了这种单边DI-QKD方案的安全性和量子操纵的演示之间的联系，类似于DI-QKD和违反贝尔不等式之间的联系。
2012-01-23 quant-ph
Numerical Security Analysis of Three-State Quantum Key Distribution Protocol with Realistic Devices
本研究解决了现实设备下三态QKD协议安全性分析的长期难题，通过证明squashing模型存在性以降低测量维度并采用数值方法计算密钥率，最终实现长达200 km的通信距离。
2023-09-13 quant-ph
Finite-size security of continuous-variable quantum key distribution with digital signal processing
与传统的离散变量（DV）量子密钥分发（QKD）相比，采用零差/外差测量的连续变量（CV）QKD具有实现成本低、易于波分复用等明显优势。另一方面，它的连续性使得它更难适应实际的信号处理，这总是离散的，导致目前缺乏完整的安全性证明。在这里，我们提出了一个紧密的和强大的方法，估计保真度的光脉冲的相干态通过外差测量。然后，我们构造了一个二进制相位调制的CV QKD协议，并证明了其安全性在有限的密钥大小的制度，一般相干攻击的基础上，DV QKD的证明技术。这样一个完整的安全证明在利用CV QKD的好处方面实现了一个重要的里程碑。
2020-06-08 quant-ph
Security of continuous-variable quantum key distribution against canonical attacks
我们研究了高斯调制相干态量子密钥分发协议在典型攻击下的性能，典型攻击是一种集体高斯攻击，导致高斯信道由一种可能的典型形式描述。我们提出了渐近密钥速率，然后我们扩展到有限大小的制度，使用最近开发的组合安全工具箱的结果。
2021-05-18 quant-ph
Composable security of two-way continuous-variable quantum key distribution without active symmetrization
我们提出了一个通用的框架，包括一些连续变量的量子密钥分发协议，包括标准的单向协议，测量设备无关的协议，以及一些双向协议，或任何其他连续变量的协议只涉及高斯调制的相干态和外差检测。这个框架的主要兴趣是，相应的协议都是关于酉群$U(n)$的动作的协变，这意味着它们的安全性可以建立感谢高斯de Finetti减少。特别地，我们给出了双向连续变量量子密钥分发抵抗一般攻击的组合安全性证明。我们还证明，没有主动对称化程序是需要这些协议，否则将使他们的实施成本过高。
2019-01-14 quant-ph
Security of Binary Modulated Continuous Variable Quantum Key Distribution under Collective Attacks
考虑到量子信道对交换信号施加任意噪声，给出了二进制调制连续变量量子密钥分发方案在集体攻击场景下的可达密钥速率. Bob对接收到的状态执行零差测量，并且两个诚实方在协议的经典后处理步骤中采用反向和解过程。
2008-07-23 quant-ph
Collective attacks and unconditional security in continuous variable quantum key distribution
本文从信息论的角度研究了对基于相干态高斯调制的连续变量密钥分配协议的高斯集体攻击。这些攻击，在以前的安全研究中被忽视，给窃听者在实验相关的有损信道中的有限优势，但没有强大到足以减少反向和解协议的范围。秘密密钥速率给出了理想的情况下，鲍勃进行最佳的集体测量，以及为现实的情况下，他进行零差或外差测量。我们还应用了Christiandl et.等人[Quant-PH/0402131]中描述的方法，以获得这些协议的无条件安全速率。
2004-07-26 quant-ph
Parallel Device-Independent Quantum Key Distribution
量子密码学的一个突出应用是可证明安全的密钥的分发。最近，Vazirani和Vidick（Physical Review Letters，113，140501，2014）将这种安全性证明扩展到设备无关（DI）场景，其中用户不需要信任底层量子设备的完整性。他们和后来的作者分析的协议都需要顺序执行N个多人游戏，其中N是安全参数。在这项工作中，我们证明了无条件安全的协议，所有的游戏并行执行。除了减少密钥生成所需的时间步长之外，该结果还通过允许每个用户在他或她的实验室内输入的任意信息泄漏来降低DI-QKD的安全要求。据我们所知，这是完全设备无关的QKD协议的第一个并行安全证明。我们的协议容忍一个恒定的设备不精确的水平，并实现了线性的密钥速率。
2018-05-07 quant-ph
Security of continuous-variable quantum key distribution against general attacks
本文证明了高斯连续变量量子密钥分发在有限规模下对任意攻击的安全性。我们的证明的新颖性是考虑相位空间中的量子密钥分发的对称性，以便表明，为了良好的近似，感兴趣的希尔伯特空间可以被认为是有限维的，从而允许使用由Christandl，Koenig和Renner（Phys.Rev.Lett. 102，020504（2009））。我们的研究结果大大提高了以前的工作的基础上的de Finetti定理，无法提供现实的，有限大小的，实现的安全性。
2012-08-24 quant-ph
Fully device independent quantum key distribution
量子力学定律允许无条件安全的密钥分发协议。然而，传统的量子密钥分发（QKD）协议的安全性证明依赖于一个关键的假设，即协议中使用的量子设备的可信性。在与设备无关的QKD中，即使是最后一个假设也是放松的：协议中使用的设备可能是对立的，并且没有先验保证它们根据规范执行。在这种情况下证明安全性一直是量子密码学的一个核心开放问题。我们给出了量子密钥分发协议的安全性的第一个独立于设备的证明，该协议保证即使当设备受到恒定的噪声率时也能提取线性量的密钥。我们唯一的假设是，每一方都持有自己的设备的实验室在空间上是孤立的，而且两个设备以及窃听者都受到量子力学定律的约束。以前所有的安全性证明要么依赖于使用许多独立的设备对，要么依赖于没有噪音。
2012-11-25 quant-ph
Quantum key distribution with non-ideal heterodyne detection: composable security of discrete-modulation continuous-variable protocols
连续变量量子密钥分发利用电磁场的相干测量，即，零差或外差检测。迄今为止开发的最先进的安全证明依赖于这种测量的理想化数学模型，该模型假设测量结果是连续和无界的变量。由于物理测量设备具有有限的测量范围和精度，这些数学模型仅作为近似值。预计在适当的条件下，使用这些简化模型获得的预测与实际实验实现吻合良好。然而，到目前为止，这种近似引入的错误，其对组合安全的影响，一直缺乏定量分析。在这里，我们提出了一个理论，严格占现实外差探测的实验局限性。我们专注于集体攻击，并提出安全证明的渐近和有限大小的制度，后者的框架内的组合安全。在此过程中，我们建立了第一次在有限大小制度的离散调制连续变量量子密钥分发的组合安全。通过半定规划得到的关键利率的严格界限，不依赖于截断的希尔伯特空间。
2022-03-16 quant-ph
Security bounds for continuous variables quantum key distribution
利用相干态、压缩态和零差测量给出了密钥分发协议的安全界。这些界限指的是（i）一般攻击和（ii）集体攻击，其中Eve单独与发送状态交互，但将她的测量延迟到和解过程结束。对于一个有损线和相干态的情况下，它首先证明了一个安全的密钥分配是可能的高达1.9 dB的损失。对于第二种情况，安全界限与完全不相干攻击相同。
2004-07-19 quant-ph
Security bound of continuous-variable quantum key distribution with noisy coherent states and channel
分析了一种基于噪声相干态和信道的连续变量量子密钥分发协议的安全性。假设相干态的噪声是由相对于其他相干态的中立方Fred诱导的，我们证明了制备和测量方案与基于纠缠的方案是等价的。然后，我们证明了该协议是安全的高斯集体攻击，即使信道是有损的和嘈杂的，并进一步推导出一个下界的安全密钥速率。
2009-06-29 quant-ph
Security of continuous-variable quantum key distribution via a Gaussian de Finetti reduction
如果我们将注意力限制在依赖于相干态交换的协议上，那么在现实的有限大小机制中建立连续变量量子密钥分发对一般攻击的安全性是理论量子密码学领域中的一个突出的公开问题。事实上，基于不确定原理的技术并不适用于此类协议，并且基于de Finetti约简的常用工具仅为不切实际的大块长度提供安全性。我们在这里解决这个问题，考虑一种新的类型的高斯de Finetti减少，利用一些连续变量协议的作用下的酉群$U(n)$（而不是对称群$S_n$作为通常的de Finetti定理）的不变性，并通过引入广义$SU(2,2)$相干态。我们的减少表明，这是足以证明这些协议对高斯集体攻击的安全性，以获得对一般攻击的安全性，从而严格证实了广泛持有的信念，高斯攻击确实是最佳的对这样的协议。
2017-05-16 quant-ph
Simple security analysis of phase-matching measurement-device-independent quantum key distribution
相位匹配测量设备无关的量子密钥分发（PM-MDI QKD）协议的变体已经被研究过，但最近发现这种类型的协议（以双场QKD的名义）可以在密钥速率容量上击败无中继限制的线性标度。我们提出了一种改进的PM-MDI量子密钥分配协议，它降低了筛选代价，并使用非相位随机相干态作为测试态。我们在无限密钥限制下提供了一个安全性证明。我们的证明在概念上很简单，并给出了严格的密钥速率。我们得到了一个分析的关键利率公式的损失只有情况下，确认平方根缩放，并显示损失限制。我们模拟的关键速率为现实的缺陷，并表明PM-MDI QKD可以克服目前可用的技术的无中继约束。
2018-10-28 quant-ph
Device-Independent Quantum Private Query Protocol without the Assumption of Perfect Detectors
Maitra \emph{et al.} [Phys. Rev. A 95，042344（2017）]提出的第一个设备无关量子私有查询协议（MRT 17），通过状态和测量的认证来增强安全性。然而，MRT 17协议在完美检测器的假设下工作，这增加了实现的难度。因此，至关重要的是，调查什么会影响该协议的安全性，如果检测器是不完美的。同时，Maitra \emph{et al.}也指出，这个问题仍然悬而未决。在本文中，我们分析了MRT17协议的安全性时，检测器是不完美的，然后发现该协议在上述情况下受到攻击。此外，我们提出了设备无关的QPQ协议，没有完美的检测器的假设。与MRT17协议相比，该协议在不放松安全性的前提下，在设备无关的框架下更具有实用性。
2019-07-07 quant-ph
Security framework for practical quantum key distribution with imperfect devices
University of Waterloo（滑铁卢大学）
针对实际QKD系统中光源和探测器的不完美及表征不确定性，提出基于边际约束熵累积定理的模块化安全证明框架，适用于诱骗态BB84等协议，可组合多种缺陷并实现实用密钥率。
2026-09-15 quant-ph
Continuous-Variable Quantum Key Distribution with Composable Security and Tight Error Correction Bound towards Constrained-Device Implementations
University of York（约克大学）
针对受限设备存储和处理能力有限的情况，聚焦非二进制字母表的LDPC码，开发安全框架在最优纠错泄漏极限附近导出有限大小秘密密钥并建模编码内存需求，促进CV-QKD在受限设备中的实际部署。
2026-07-17 quant-ph
Device independent quantum key distribution secure against coherent attacks with memoryless measurement devices
与设备无关的量子密钥分发旨在通过减少需要对所使用的物理设备做出的假设的数量来提供比传统QKD方案更高程度的安全性。Pironio等人先前的安全性证明仅适用于集体攻击，其中状态是相同和独立的，并且测量设备在协议中的每次试验中都相同地操作。我们将这一结果扩展到更一般的攻击类，其中状态是任意的，测量设备没有内存。我们通过将任意对手策略简化为量子位策略来实现这一点，并基于Pironio等人先前的证明和Renner改编的技术证明了量子位策略的安全性。
2009-10-08 quant-ph
Device-independent quantum secure direct communication
“设备无关”不仅放宽了量子设备内部工作的安全性假设，而且可以增强量子通信的安全性。在本文中，我们提出了第一个与设备无关的量子安全直接通信（DI-QSDC）协议，其中没有对设备的工作方式或它们运行的量子系统进行假设。我们证明了在没有噪声的情况下，DI-QSDC协议是绝对安全的，并且没有通信距离的限制。然而，在实际有噪声的量子信道条件下，光子传输损耗和光子态退相干会降低通信质量，威胁到通信的绝对安全。为了解决光子传输损耗和退相干问题，我们采用无噪声线性放大（NLA）协议和纠缠纯化（EPP）协议对DI-QSDC协议进行改进。在NLA和EPP的帮助下，可以保证DI-QSDC的绝对安全性，有效地提高其通信质量。
2019-07-02 quant-ph
Security of quantum key distribution with imperfect devices
本文证明了Bennett-Schmidard（BB84）量子密钥分发协议在信源和检测器处于敌手有限控制下的安全性。我们的证明适用于当源和检测器都有小的基础依赖的缺陷，这是典型的协议的实际实现。我们推导出一个一般的弱基依赖窃听攻击的渐近密钥生成率的下界，并估计在一些特殊情况下的速率：源发射弱相干态随机相位，检测器与基依赖的效率，和未对准的源和检测器。
2004-09-03 quant-ph
Prospects for device-independent quantum key distribution
本论文针对设备无关量子密钥分发，提出噪声预处理、随机密钥测量和优势蒸馏等技术的安全性证明，以提升密钥率和噪声容忍度，并给出组合协议的有限尺寸安全性证明，推动DIQKD协议发展。
2024-05-25 quant-ph
Finite-size security proof of binary-modulation continuous-variable quantum key distribution using only heterodyne measurement
连续变量量子密钥分发（CV-QKD）具有与现有光通信技术兼容等诸多实用优势。使用外差测量的实现是特别有吸引力的，因为它消除了对远程本地振荡器对的主动锁相的需要，但是具有离散调制的CV QKD的完全安全性仅针对使用零差测量的协议被证明。在这里，我们提出了一个全外差CV-QKD协议与二进制调制，并证明其安全性对一般攻击的有限密钥制度。虽然用外差测量替换零差测量会天真地预期在速率-距离曲线中产生3 dB的惩罚，但我们的证明仅以1 dB的惩罚实现了关键速率。
2022-08-25 quant-ph
Implementation of Continuous-Variable Quantum Key Distribution with Composable and One-Sided-Device-Independent Security Against Coherent Attacks
本文实现了一种基于连续变量纠缠光、具有可组合且单侧设备无关安全性的量子密钥分发方案，可抵御相干攻击，并兼容现有电信组件，推动了实用化量子安全通信。
2024-11-11 quant-ph
Certifying semi-device-independent security via wave-particle duality experiments
本文将波粒二象性实验与半设备无关安全框架联系起来，用可见度和输入可区分度构造SDI见证，并通过轨道角动量光态实验验证了从互补干涉量直接认证非经典性和安全密钥率的方法。
2025-07-01 quant-ph
Measurement Device Independent Quantum Private Query with Qutrits
提出了一种带量子数的测量设备无关量子私有查询（MDI QPQ）.比较了量子比特和量子比特在MDI QPQ中的数据库安全性和客户端隐私性。在某些情况下，我们观察到qutrit将为数据库提供比qubit更好的安全性。然而，当涉及到客户的隐私问题时，我们必须采取额外的措施，以防止客户流失。因此，我们得出结论，虽然在量子密钥分发（QKD）的情况下，更高的维度提供了更好的安全性，但在QPQ的情况下，这并不明显。
2018-08-24 quant-ph
Security Of Finite-Key-Length Measurement-Device-Independent Quantum Key Distribution Using Arbitrary Number Of Decoys
在量子密钥分发中，测量设备无关和诱骗态技术使得两个合作代理分别使用不完美测量设备和弱泊松源建立共享密钥。迄今为止的调查并不全面，因为它们仅限于少于或等于四个诱饵国家。此外，其中许多涉及纯数值研究。在这里，我报告了一个通用的安全性证明，它适用于任何固定数量的诱饵状态和任何固定的原始密钥长度。这里涉及的两个关键思想。第一个是重复应用Vandermonde矩阵的求逆公式，以获得某些产量和错误率的各种界限。第二个是使用最近证明的McDiarmid不等式的推广。这些技术将BB84方案的测量设备无关版本的最佳可证明安全密钥速率提高了至少1.25倍，并且在没有量子中继器的情况下发送$10^{10}$光子脉冲对的情况下，将两个合作代理之间的可工作距离从略小于60 km增加到略大于130 km。
2020-06-25 quant-ph
A No-go theorem for device-independent security in relativistic causal theories
安全通信网络的一项关键任务是确定认证加密协议的最低物理要求。一个被广泛接受的候选证明是相对论因果关系的原则，它相当于不允许因果循环。与预期相反，我们展示了相对论因果关系允许的相关性如何被利用来破坏广泛的多方协议（所有现代协议都属于这一类）的安全性。正如我们所展示的，这种戏剧性的缺乏安全性的深层根源在于这样一个事实，即与以前的（量子或无信号）场景不同，新理论“融合”了极端性和环境变量统计独立性的属性。最后，我们发现，安全性的缺乏是伴随着一些优点：新的相关性可以降低通信复杂度比无信令的。作为分析这一优势的工具，我们的特点相对论因果多面体的极值点，在最简单的多方的情况下，超越了无信号的范例。
2020-09-27 quant-ph
Unbounded device-independent quantum key rates from arbitrarily small non-locality
本工作证明设备无关量子密钥分发中非定域性无充分性下界，从任意小非定域性相关性可提取无界密钥率，表明二者一般无定量关系，核心技术为自测试与该分发的严格联系。
2023-10-20 quant-ph
