Quantum Fingerprints that Keep Secrets
我们介绍了一种新类型的加密原语，我们称之为隐藏指纹。（量子）指纹方案将长度为$n$的二进制串转换为$d$（qu）位，通常为$d\ll n$，使得给定任何串$y$和$x$的指纹，可以高精度地判定是否为$x=y$。经典的指纹方案不能很好地隐藏信息：在大多数$ε$中保证错误的$x$的经典指纹必然揭示关于$x$的$Ω(\log(1/ epsilon))$位。如果一个方案显示了$o(\log(1/ε))$比特，我们称之为隐藏;因此，没有经典的方案是隐藏的。对于任意常数的$c$，我们构造了两种隐藏指纹方案，它们都是将$n$比特串映射到$O(\log n)$量子比特，并且保证单侧错误概率最大为$1/n^c$。第一种使用纯状态，泄漏最多为O（1）位，第二种使用混合状态，泄漏最多为$1/n^c$位，其中“泄漏”通过可访问信息来限定。该方案计算效率高。我们的混合状态方案是最优的，如通过从$O(\log n)$量子位上的任何指纹中提取$1/\poly(n)$位的通用策略所示。
2010-10-26 cs.CR quant-ph
Large payload bidirectional quantum secure direct communication without information leakage
基于任意两个GHZ态之间的纠缠交换，提出了一种无信息泄漏的大负载双向量子安全直接通信协议。两个远程授权方，爱丽丝和鲍勃，可以安全地交换他们的个人秘密消息，而不必担心信息泄漏问题。我们的协议使用一个共享的秘密GHZ状态，以克服信息泄漏问题。共享秘密GHZ状态在双向通信过程中扮演两个角色：一方面，它让Bob知道准备好的初始状态;另一方面，它用于对Bob的秘密消息进行编码。此外，我们的协议可以传输六位的秘密消息，每轮通信。与已有的BQSDC协议相比，该协议的优点在于同时具有以下两个特点：一方面克服了信息泄漏问题，另一方面通信容量高达6比特/轮。
2022-05-05 quant-ph
Hiding Quantum Data
最近的工作已经展示了如何使用量子力学的定律来在许多不同的情况下保持经典和量子比特的秘密。其中的例子是私人量子信道，量子秘密共享和量子数据隐藏。在本文中，我们表明，在任何这样的情况下，保持两个经典位隐藏的方法可以用来构建一个保持一个量子位隐藏的方法，反之亦然。在量子数据隐藏领域，这使我们能够从先前已知的隐藏比特的构造中构造量子比特的二分和多分隐藏方案。我们的方法还给出了一个简单的证明，即需要两个比特的共享随机性来构建隐藏一个量子比特的私有量子信道。
2002-07-25 quant-ph
Quantum Secret Sharing by applying Analytic Geometry
本文研究了一种新的$(2,2)$ -门限方案，并利用解析几何的基本原理将其推广为一种用于量子秘密共享的$(n,n)$ -门限方案。经销商适当地选择GHZ状态相关的系数，确定在二维平面上的直线。然后通过计算每两条线是否相交，得到一个判断矩阵，该判断矩阵的秩可以用来确定存储在纠缠比特中的秘密。基于数据库技术，授权参与者访问数据库以获取秘密信息，因此秘密不会出现在信道中。这样，窃听者无法获得任何秘密，通过应用各种攻击策略。
2010-04-27 quant-ph
Multiparty controlled quantum secret direct communication using Greenberger-Horne-Zeilinger state
基于三光子纠缠态密集编码和量子比特分块传输的思想，提出了一种基于Greenberger-Horne-Zeilinger态的多方控制量子保密直接通信方案。在该方案中，发送方将自己的三比特秘密信息直接发送给接收方，接收方只有在所有控制方的许可下才能恢复秘密信息。除了用于窃听检测的三光子纠缠态外，所有的三光子纠缠态都被用来传输秘密信息，并且由于Greenberger-Horne-Zeilinger态形成了一个大的Hilbert空间，该方案具有很高的信源容量。
2006-02-22 quant-ph
Entanglement Split:Comment on ``Quantum secret sharing based on reusable Greenberger-Horne-Zeilinger states as secure carriers'' [Phys. Rev. A 67, 044302 (2003)]
在最近的一篇论文[S。Bagherinezhad和V. Karimipour，Phys.Rev.A67，044302（2003）]，提出了一种基于可重用GHZ态的量子秘密共享协议。然而，在本文中，它表明，该协议是不安全的，因为一个骗子可以在共享之前获得所有的秘密比特，而在整个通信中最多引入一个数据比特错误，这使得骗子避免了通信奇偶校验的检测。
2006-06-16 quant-ph
Secret key capacity of the thermal-loss channel: Improving the lower bound
我们考虑的热损失信道，这是由一个分束器混合输入信号模式与环境的热模式建模的密钥容量。该容量是两个远程方可以通过最一般的自适应协议在无限和双向经典通信的辅助下生成的秘密比特的最大值。到目前为止，只有上限和下限是已知的。目前的工作提高了下限诉诸高斯协议的基础上合适的可信噪声检测器。
2016-09-07 quant-ph
Enhancing practical security of quantum key distribution with a few decoy states
量子密钥分发在两个遥远的参与方之间建立一个秘密的比特串。弱激光脉冲方案中的关注点是窃听者的特别强的光子数分裂攻击，但是诱饵状态方法可以用当前技术检测这种攻击，产生高速率的秘密比特。在这封信中，我们制定严格的安全声明的情况下，有限的统计只有几个诱饵状态，我们提出了一个诱饵状态协议，可以简单地实现与当前技术的实验设置的模拟结果。
2005-03-01 quant-ph
Quantum hashing is maximally secure against classical leakage
加密哈希函数是实践中广泛使用的基本基元。对于这样的函数$f:\{0, 1\}^n\to\{0, 1\}^m$，对手几乎不可能在不知道秘密消息$x\in\{0, 1\}^n$的情况下产生散列$f(x)$。不幸的是，所有的散列函数都容易受到侧信道攻击，这是一个严重的问题，在实践中的信息安全。这是因为通常$m\ll n$和对手只需要$m$位信息就可以通过验证测试。与此形成鲜明对比的是，我们表明，当使用量子态时，允许的泄漏几乎可以是整个秘密。更确切地说，如果两个不同散列之间的最大保真度在$n$中可以忽略不计，则我们将将$n$位映射到$m$量子位的函数称为量子密码函数。我们表明，对于任何$k=n-ω(\log n)$，所有的量子密码哈希函数保持密码安全时，泄漏$k$位的信息。通过Buhrman等人的量子指纹构造，（{ \em Phys. Rev. Lett.} 87，167902），对于所有$m=ω(\log n)$，存在这样的量子密码散列函数。我们还表明，只需要$ω(\log^2 n)$量子比特来验证量子密码哈希，而不是生成一个所需的整个经典信息。我们的结果还表明，要近似产生少量的量子边信息的经典秘密，它可能需要几乎全部的秘密信息。这个巨大的差距是证明经典证明提取器的量子安全性的一个重要障碍。
2017-02-06 quant-ph
Quantum key distribution in the Holevo limit
Shannon的定理和Holevo定理规定，用于量子密钥分发的任何协议的效率，$\cal E$，定义为秘密的数量（即，允许窃听检测）比特加上量子比特，是${\cal E} \le 1$。这里要解决的问题是能否达到极限${\cal E} =1$。它表明，它可以通过分裂几个量子位之间的秘密位，并迫使夏娃只有一个顺序访问量子位，如Goldenberg和Vaidman提出的。提出了一种基于偏振光子的${\cal E} =1$协议，其中Bob的状态鉴别可以用线性光学元件实现。
2000-12-18 quant-ph
Quantum secret sharing protocol between multiparty and multiparty with single photons and unitary transformations
提出了一种利用单光子和幺正变换实现Alices群和Bobs群量子秘密共享的方案。在该协议中，Alices小组的一名成员准备了一个处于四种不同状态之一的单光子序列，而其他成员则通过幺正操作将其信息直接编码在单光子序列上，之后最后一名成员将单光子序列发送到Bobs小组。除了最后一个，鲍勃也做同样的工作。最后，鲍勃小组的最后一个成员测量量子比特。如果Alices和Bobs通过一些测试保证了量子信道的安全性，那么Alices群中最后一个成员发送的量子比特态就可以作为秘密共享的密钥比特。证明了该方案是安全的。
2008-01-26 quant-ph
Non-secret correlations can be used to distribute secrecy
在[PRL 91 037902（2003）]中示出了纠缠理论中的反直觉结果，即可以通过经由量子信道发送可分离态来分配纠缠。在这项工作中，在纠缠和秘密密钥蒸馏方案之间的类比，我们推导出其经典的模拟：保密性可以通过发送非秘密的相关性通过一个私人通道来分发。这加强了纠缠和秘密之间的密切关系。
2008-06-10 quant-ph
Percolation of secret correlations in a network
在这项工作中，我们探讨了在大型网络的背景下，纠缠和秘密经典相关之间的类比，更确切地说，在网络中的秘密相关的渗透问题。众所周知，量子网络中的纠缠渗流可以显示出高度非平凡的行为，这取决于网络的拓扑结构和节点之间纠缠的存在。在这里，我们表明，这种行为，被认为是一个真正的量子性质，也发生在一个经典的背景下。
2011-09-27 quant-ph
Multiparty quantum secret splitting and quantum state sharing
利用有序$N$ EPR对和Bell态测量，提出了一个多方量子秘密分裂协议.它是安全的，具有高的内在效率和源容量，因为几乎所有的实例是有用的，每个EPR对安全地携带两个比特的消息。此外，我们还对该协议进行了改进，使之适用于基于量子隐形传态的任意$m$ -粒子纠缠态的多方量子态共享，该协议仅需Bell态测量和局域幺正操作，使得该协议在实际应用中更为方便.
2006-03-30 quant-ph
A framework for covert and secret key expansion over quantum channels
隐密量子密钥分发的目的是在遥远的合法方之间以可证明无法被对手检测到的方式产生信息理论上的秘密比特。我们提出了一个框架，在其中精确地定义和分析这样的操作，我们表明，隐蔽和秘密密钥扩展是可能的。对于固定的和已知的经典量子信道，我们开发和分析基于正向和反向和解的协议。当对手应用相同的量子信道独立地对每个传输的量子态，类似于集体攻击的量子密钥分发文献中，我们提出了一个协议，实现隐蔽和秘密密钥扩展下温和的限制。我们的方法的关键是使用信息和解和隐私放大技术，能够处理隐蔽操作所需的稀疏信号，其香农熵尺度作为其长度的平方根。通过隐蔽操作所需的稀疏信令引起的香农熵量化的%扩散信息内容。特别是，我们的研究结果表明，合法的各方之间所需的协调，以实现隐蔽通信可以实现与一个微不足道的数量的秘密密钥位。
2018-11-24 cs.IT math.IT quant-ph
Unified criterion for security of secret sharing in terms of violation of Bell inequality
在秘密共享协议中，一个秘密被分配给多个参与者，因此，如果不考虑其中的任何一个参与者，其余的参与者都不具有完整的信息。在秘密共享的状态下，强多量子比特相关性已经被提出作为这种协议对窃听者的个人攻击的安全性的标准。然而，我们表明，具有弱多量子比特相关性的状态也可以用于安全的秘密共享。我们的状态具有弱的多量子比特相关性，从违反局域实在论的角度来看，也表明其高阶相关性由较低的描述。然后，我们提出了一个统一的标准，安全的秘密共享违反本地现实主义，它的作品时，秘密共享状态是格林伯格-霍恩-蔡林格状态（具有强多量子位相关性），以及状态的不同类（弱多量子位相关性）。
2003-11-27 quant-ph
Quantum key distribution with limited classical Bob
两个量子密钥分配协议与有限的经典鲍勃谁只执行有限的经典操作（准备一个（新鲜的）量子比特在经典的基础上，并发送它或什么都不做），并证明是完全鲁棒的。由于有限的经典Bob可以确定性地选择比特，我们利用这一特性构造了一个量子安全的直接通信协议，该协议是秘密消息的直接通信，而不需要首先产生共享密钥。
2011-10-12 quant-ph
One-Shot Classical Data Compression with Quantum Side Information and the Distillation of Common Randomness or Secret Keys
在一次性场景中压缩经典信息的任务进行了研究，在解压缩器还可以访问一些给定的量子边信息的设置。在著名的Slepian-Wolf问题的经典-量子混合版本中，发现平滑最大熵控制经典信息可以压缩的比特数，以便可以从压缩版本和量子边信息中可靠地恢复。结合这一结果与已知的隐私放大的结果，然后产生的共同随机性和秘密密钥，可以在一次使用单向经典通信的混合经典量子系统中恢复的数量上的界限。
2012-03-24 quant-ph
High rate, long-distance quantum key distribution over 250km of ultra low loss fibres
我们提出了一个全自动的量子密钥分发原型运行在625 MHz的时钟频率。利用超低损耗光纤和低噪声超导探测器，我们可以在100公里内每秒分发6,000个秘密比特，在250公里内每秒分发15个比特。
2009-03-23 quant-ph
Improving the lower bound to the secret-key capacity of the thermal amplifier channel
我们考虑噪声热放大器通道，其中信号模式与环境热模式一起被放大。我们专注于这个通道的秘密密钥容量，这是最大量的秘密位，两个远程方可以生成的最一般的自适应协议，辅助无限的和双向的经典通信。对于这个通道，只有上限和下限是已知的，在这项工作中，我们提高了下限。我们考虑一个协议的基础上压缩状态和零差检测，在直接和反向和解。特别是，我们假设受信任的热噪声混合在由各方控制的分束器上，以帮助他们的零差检测。新的改进下界的秘密密钥容量得到优化的密钥速率的方差的可信噪声注入，和transmittance的各方的分束器。我们的研究结果证实了热放大器信道的相干信息与其密钥容量之间存在分离。
2018-07-14 quant-ph
Capacity of a simultaneous quantum secure direct communication scheme between the central party and other M parties
我们分析了一个通过$M+1$ -粒子GHZ态和交换量子纠缠在中心方和其他$M$方之间同时进行量子安全直接通信的方案的容量。结果表明，如果其他$M$方希望秘密地向中心方发送$M+1$比特经典消息，则编码方案应该是秘密的。然而当编码方案公开时，我们证明了无论$M$有多大，该方案传输秘密消息的容量都是2比特。
2006-04-18 quant-ph
Key Distillation and the Secret-Bit Fraction
我们认为蒸馏的秘密位部分秘密噪声相关P_ABE，两个诚实的当事人和窃听者之间共享。研究最多的蒸馏方案包括对分布（P_ABE）^N的大量副本进行联合操作，并辅之以公共通信。在这里，我们考虑蒸馏只有一个副本的分布，而不是率，蒸馏秘密位的“质量”进行了优化，其中“质量”是量化的秘密位分数的结果。二进制分布的秘密比特部分是构成Alice和Bob之间的秘密比特的比例。通过本地操作和公共通信，找到了来自分布P_ABE的最大可提取秘密比特分数，并且用Lambda[P_ABE]表示。这个量被证明是非增下的本地操作和公共通信，和非减窃听者的本地操作：它是一个秘密单调。证明了当λ [P_ABE]>1/2时，P_ABE是可解的，从而提供了可解的一个充分条件.当窃听者是解耦的，诚实方的信息是二进制的，并且局部操作是可逆的时，找到了Lambda[P_ABE]的简单表达式。有趣的是，对于一般分布，（最优）操作需要数据的局部退化。
2008-05-12 cs.CR cs.IT math.IT
Quantum secure direct communication by Einstein-Podolsky-Rosen pairs and entanglement swapping
提出了一种利用交换量子纠缠实现量子安全直接通信的方案。在该方案中，一组有序的Einstein-Podolsky-Rosen（EPR）对被用作量子信息信道，用于直接发送秘密消息。在保证量子信道安全性的前提下，发送方Alice根据其粒子序列的约定，对其粒子序列进行一系列的局部操作，从而直接对秘密信息进行编码。使用三个EPR对，三比特的秘密经典信息可以忠实地从爱丽丝传输到远程鲍勃，而不会向潜在的窃听者泄露任何信息。通过Alice和Bob的GHZ状态测量结果，Bob能够直接读出编码的秘密消息。如果使用完美的量子信道，则协议是完全安全的，因为Alice和Bob之间携带秘密信息的量子比特在公共信道中没有传输。
2004-06-13 quant-ph
Upper bound on the secret key rate distillable from effective quantum correlations with imperfect detectors
我们提供了一个简单的方法来获得上界的秘密密钥速率，特别适合于分析实际实现的量子密钥分发协议与不完善的设备。我们认为，所谓的可信设备的情况下，夏娃不能修改的实际检测设备所采用的爱丽丝和鲍勃。所获得的上限是基于可用的测量结果，但它包括合法用户的检测器中存在的噪声和损耗的影响。
2006-07-10 quant-ph
A Three-Party W-State Quantum Secret Sharing Protocol with X-Gate Encoding and Forbidden-Outcome Detection
Department of Applied Mathematics, MIEM, HSE University（高等经济学院莫斯科信息与电信工程学院应用数学系）
本文提出一种基于三量子比特W态的三方量子秘密共享协议，采用X门编码和随机Hadamard操作，通过禁止结果检测抵御内部攻击，并在量子处理器上验证了QBER与处理器的依赖关系。
2026-09-28 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
Comparison between continuous wave and pulsed laser EQKD systems
量子物理和计算复杂性的进步威胁着当今密码系统的安全性，并推动了量子密钥分发（QKD）的发展。纠缠量子密钥分发（EQKD）是一种基于基本量子力学的安全协议，不易受到这些威胁的影响。QKD系统的主要优点是能够生成秘密比特。然而，迄今为止，已经开发的用于模拟EQKD系统的秘密比特率生成的方法受到不提供由源产生的量子态的完整描述的技术的限制。在本文中，我们提供了一个完整的描述和比较的秘密比特率的连续波和脉冲激光EQKD系统。特别是，我们强调相关的泊松和热光子统计影响EQKD秘密比特率，并使用实际的系统参数和配置，以显示制度，其中一个预期的最佳性能为每种情况。
2008-09-04 quant-ph
Floodlight Quantum Key Distribution: A Practical Route to Gbps Secret-Key Rates
在长距离传输中产生的信道损耗给量子密钥分发（QKD）系统带来了巨大的负担：它们必须击败被动窃听者，后者检测到量子信道中丢失的所有光，并且这样做不会干扰到达预定目的地的光。具有最高长距离密钥速率的当前QKD实现通过每比特传输不超过一个光子来满足这一挑战[Opt. Express 21，24550-24565（2013）]。因此，它不能实现大数据文件的一次性密码本加密所需的Gbps密钥速率，除非采用不切实际的大量复用。我们引入泛光QKD（FL-QKD），其在量子信道上泛洪，其中每个比特具有分布在更大数量的光学模式上的高数量的光子。FL-QKD通过每个模式传输少于一个光子并使用光子符合信道监控来提供针对最佳频域集体攻击的安全性，并且它完全不受被动窃听的影响。更重要的是，FL-QKD能够在50 km光纤链路上实现2Gbps的密钥速率，而无需任何复用，使用可用的设备，即，不需要开发新技术。FL-QKD凭借其前所未有的密钥效率实现了这一非凡的密钥速率，以每通道使用的比特数为单位，超过了最先进的系统两个数量级。
2016-07-07 quant-ph
Increasing the secret key rate of satellite-to-ground entanglement-based QKD assisted by adaptive optics
本研究评估了自适应光学技术在白天缓解大气湍流的优势，通过提升接收信号耦合至光纤的效率，显著提高了星地基于纠缠的量子密钥分发性能，其密钥率较未校正场景提升数百比特每秒。
2024-11-14 quant-ph
Dual quantum information splitting with degenerate graph states
我们提出了一个秘密共享协议，称为双量子信息分裂（DQIS），颠倒了标准量子信息分裂中的状态和信道的角色。在该方法中，秘密通过在纠缠态上的基准输入状态的隐形传态来共享，该纠缠态在图状态基础上编码秘密。通过对编码状态执行违反贝尔不等式的测试，合法方确定违反是否足够高以允许提取秘密比特。因此，代码空间必须是最大的和唯一的非局部的。为此，我们提出了两种方法来获得退化的贝尔运营商的码字。DQIS的安全性来自于非局域相关性的一夫一妻制，我们通过一个简单的单量子比特攻击模型来说明这一点。我们的协议的安全性的非本地基础，使其适合在一般的一夫一妻制理论的安全性，并在更严格的，设备无关的加密方案。
2013-02-04 quant-ph
Efficient controlled quantum secure direct communication based on GHZ-like states
提出了一种基于类GHZ态的三方控制量子安全直接通信协议。在该方案中，接收方可以在控制方的许可下获得发送方的两个秘密比特。通过使用纠缠交换，没有携带秘密消息的量子比特被传输。因此，如果使用完美的量子信道，协议是完全安全的。利用类GHZ态作为量子信道背后的动机是，如果一个量子比特在类GHZ态中丢失，则其他两个量子比特仍然纠缠。该协议提高了以前的效率。
2014-07-15 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
Floodlight Quantum Key Distribution: Demonstrating a New Framework for High-Rate Secure Communication
泛光量子密钥分发（FL-QKD）是一种完全不同的QKD范式，可以在不进行复用的情况下在大城市区域距离上实现Gbit/s密钥速率[Phys. Rev. A 94，012322（2016）]。它是一种双向协议，每比特持续时间传输许多光子，并采用高增益光放大器，这两种协议都不能被现有的QKD协议用来减轻信道损耗。FL-QKD使用远大于调制速率的光带宽，并使用独特的宽带零差接收器执行解码。FL-QKD的关键是Alice从光子对源注入光子-除了用于密钥生成的光-到她发送给Bob的光中。这种注入使Alice和Bob能够量化Eve的入侵，从而保护FL-QKD免受集体攻击。我们的概念验证实验包括10 dB的传播损耗-相当于50 km的低损耗光纤-并且对于100 Mbit/s的调制速率实现了55 Mbit/s的密钥速率（SKR），与现有技术系统对于1 Gbit/s的调制速率的1 Mbit/s的SKR相比[Opt. Express 21，24550-24565（2013）]，分别代表密钥效率（SKE）（每通道使用的比特数）和SKR（每秒比特数）的约500倍和约50倍的改进。
2016-10-15 quant-ph
Controlled State Reconstruction and Quantum Secret Sharing
该研究针对通用三量子比特态，提出受控量子态重构与秘密共享的资源表征基准，定义量子优势阈值，揭示隐形传态与态重构的互操作性，并重构量子秘密共享的约束框架。
2024-02-01 quant-ph
Noiseless attack and counterfactual security of quantum key distribution
反事实量子密钥分发（QKD）使双方能够使用无交互测量来共享密钥。在这里，我们指出，反事实QKD协议的效率可以通过包括非反事实比特来提高。这种包含可能会引起无噪声攻击的可能性，其中Eve可以获得密钥位的知识，而不会在量子信道中引入任何错误。我们展示了如何可以解决这个问题，在一个简单的方式，自然会导致“反事实安全”的想法，即非反事实的关键位是安全的反事实检测。这种提高密钥速率的方法被证明适用于各种现有的量子反事实密钥分发协议，在不削弱其安全性的情况下提高其效率。
2021-09-06 quant-ph
Deciding whether a quantum state has secret correlations is an NP-complete problem
从量子可分性问题的NP-困难性和二体纠缠与密钥关联的关系出发，证明了判定一个给定的量子态中是否存在秘密关联的问题是NP-完全的.
2006-12-15 cs.IT math.IT quant-ph
Finite resource performance of small satellite-based quantum key distribution missions
Centre for Quantum Technologies, National University of Singapore（新加坡国立大学量子技术中心）；SUPA Department of Physics, University of Strathclyde（斯特拉斯克莱德大学物理系）；Institute for Quantum Computing and Department of Physics and Astronomy, University of Waterloo（滑铁卢大学量子计算研究所及物理与天文学系）；SpeQtral Pte. Ltd.（SpeQtral私人有限公司）；Department of Physics, National University of Singapore（新加坡国立大学物理系）
研究探讨了小卫星QKD任务在有限资源下的性能，展示了高损耗条件下通过有限密钥分析实现密钥生成的进展，并指出近地轨道卫星在安全要求上的可行性及未来挑战。
2024-01-09 quant-ph
Entanglement-secured single-qubit quantum secret-sharing
在单量子比特量子秘密共享中，秘密通过一次操纵和测量一个量子比特在N方之间共享。每个量子比特被依次发送给所有N方;秘密被编码在第一个参与者准备量子比特状态和随后参与者选择状态旋转或测量基础中。提出了一种利用I类自发参量下转换产生的光子对的偏振纠缠实现单量子比特量子秘密共享的方案。我们研究了协议在常见实验条件下的安全性：光子传输的有损信道，初始量子比特态的不完善准备。利用光子之间的纠缠，而不是简单的偏振相关性的协议，是更鲁棒的安全。我们实现了基于纠缠的秘密共享协议与87%的秘密共享保真度，由我们目前的设备产生的纠缠态的纯度的限制。我们演示了一个光子数分裂窃听攻击，这对基于纠缠的协议没有取得成功，而对基于相关性的协议显示出预测的成功率。
2011-09-09 quant-ph
The Private and Public Correlation Cost of Three Random Variables with Collaboration
在本文中，我们考虑的问题，产生任意的三方相关性的组合的公共和秘密的相关性。两方--爱丽丝和鲍勃--共享完全相关的比特，这些比特对合作的第三方查理来说是秘密的。同时，所有三方都可以访问独立的相关位源，并且它们的目标是将这两个资源转换为某个给定三方分发$P_{XYZ}$的多个副本。我们得到一个单字母的特征之间的权衡公共和私人位，需要实现这一任务。私有比特的速率被证明是推广了Wyner的经典概念，即一对随机变量之间的公共信息。我们考虑的问题也是密切相关的保密形成的任务，其中$P_{XYZ}$是使用公共通信和本地的随机性，但查理作为一个对手，而不是一个合作者。我们详细描述了合作和对抗场景之间的差异。
2014-11-29 cs.IT math.IT quant-ph
High-rate multipartite quantum secret sharing with composable security
Institute of Photonics and Quantum Sciences, School of Engineering and Physical Sciences, Heriot-Watt University（赫瑞瓦特大学工程与物理科学学院光子与量子科学研究所）；Electrical Engineering and Computer Science Department, Technische Universität Berlin（柏林工业大学电气与计算机科学系）；Dahlem Center for Complex Quantum Systems, Freie Universität Berlin（柏林自由大学达勒姆复杂量子系统中心）
本文实验验证了具有可组合安全性的离散变量(n,n)阈值量子秘密共享协议，利用纠缠光子源生成4量子比特GHZ态，在20公里光纤网络中实现高速率秘密共享，并给出有限密钥下界。
2026-09-15 quant-ph
Continuous variable quantum key distribution based on optical entangled states without signal modulation
本文首次利用光场的行列式Einstein-Podolsky-Rosen纠缠态实现了连续变量量子密钥分发。该方案通过对发送端和接收端光模量子涨落的瞬时测量，无需信号调制即可获得密钥的随机比特。从理论上推导了该方案抵抗高斯集体攻击和个体攻击的后选择边界。在传输效率为80%和40%的情况下，在集体攻击下，最终的密钥速率分别为84 kbits/s和3 kbits/s。
2011-09-12 quant-ph
Secure Coherent-state Quantum Key Distribution Protocols with Efficient Reconciliation
研究了一个基于相干态和零差检测的量子密钥分发协议与一个形式化的纠缠纯化协议之间的等价性。在正式协议中可以提取的最大纠缠量子比特对对应于现实协议中的秘密密钥比特。更具体地说，我们定义了一个量子比特编码方案，允许正式协议产生一个以上的纠缠量子比特对每个相干态，或等效的现实协议，一个以上的秘密密钥位。利用量子层析技术估计了纠缠参数。我们分析的编码方案的属性，并探讨其应用的重要情况下的衰减通道。
2004-10-05 quant-ph
Secure and authenticated quantum secret sharing
我们提出了一个量子秘密共享方案，适用于量子和经典秘密。该方案是基于纠缠交换和隐形传态的结合。它允许发送者加密他/她的秘密，并同时在解密共享彼此非本地相关的远端方之间分发加密秘密的解密信息。通过纠缠交换产生的双重量子非定域关联，然后通过交换的最大纠缠对传送量子态，保证了内部和外部窃听者的秘密的认证和保密性。对于经典秘密，我们证明了一个直接的（2，2）量子秘密共享方案，既不需要预共享密钥，也不需要物理安全的量子/经典信道。如果发送者和接收者之间存在私有量子/经典信道，则相同的方案是量子秘密的（5，5）量子秘密共享方案。
2015-06-29 quant-ph
A non-distillability criterion for secret correlations
在纠缠理论中，有一些判据可以证明某些量子态不能被提炼成纯纠缠。一个例子是正部分换位准则。在这里，我们第一次提出了秘密相关性的类似情况。我们引入了一个可计算的标准，证明两个诚实的当事人和窃听者之间的概率分布不能（渐近）蒸馏成一个秘密的密钥。正保密成本下的非对称相关性（也称为约束信息）的存在是一个悬而未决的问题。这一准则可能是寻找约束信息的关键。然而，如果事实证明，这个标准并没有检测到绑定信息，那么，一个非常有趣的结果如下：任何具有正保密成本的分布可以增加另一个分布的保密内容。换句话说，所有具有正保密成本的相关性都构成了有用的资源。
2008-10-08 cs.CR quant-ph
Quantum secret sharing using pseudo-GHZ states
提出了一种基于能量-时间纠缠的伪GHZ态量子秘密共享方案。与真正的GHZ态相反，我们的态不能进行GHZ型的非定域性测试，然而，它们具有相同的量子相关性。在我们的设置中发现的相对较高的符合计数率首次使基于两个以上量子比特的量子通信协议的应用成为可能。
1999-12-08 quant-ph
Device Independent Quantum Key Distribution with realistic single-photon source implementations
本文研究基于单光子源和中心站预告测量的全光子设备无关量子密钥分发方案，推导出非零密钥率对光源参数的条件，并证明在几十公里距离上可实现每秒数百比特的密钥率。
2024-04-02 quant-ph
Master thesis: High-rate multipartite quantum secret sharing with continuous variables
本文综述了一种前沿城域级连续变量量子密码协议，该协议通过中继的广义贝尔检测生成多方关联并提炼共享密钥，可利用现成光学组件实现高速率安全多方量子秘密共享，推动量子密码领域发展。
2024-05-16 quant-ph
Equivalence between two-qubit entanglement and secure key distribution
我们研究的问题的秘密密钥蒸馏从二分状态的情况下，爱丽丝和鲍勃只能在单副本的水平进行测量和经典的处理所获得的结果。即使有这些限制，在任何单独的攻击下，诚实的各方都可以从任何两个量子比特的纠缠态中渐近地提取秘密比特。我们的结果指出了两量子比特纠缠和安全密钥分发之间的完全等价性：当且仅当它允许分发纠缠时，可以通过一个量子比特信道建立密钥。这些结果可以推广到更高的维度，所有这些状态是单拷贝可折叠的。
2003-09-23 quant-ph
Three-party d-level quantum secret sharing protocol
提出了一种基于任意维量子态的三方量子秘密共享协议。与以往的量子秘密共享协议相比，该协议中发送方可以随时控制状态，只需通过局部操作即可调整三方测量方向的相关性，不会因测量方向不一致而造成资源浪费。此外，我们的协议包含的隐藏值，使发送方不泄漏任何信息的秘密密钥的不诚实的接收方，直到最后一步的过程。
2007-12-31 quant-ph
Multipartite Secret Correlations and Bound Information
我们考虑了当$n$诚实方和窃听者共享相关信息时秘密密钥提取问题。我们提出了一个概率分布族，并给出了它的蒸馏性质的充分表征。这种形式主义允许我们设计各种各样的加密方案。特别是，我们提供的例子，多部概率分布包含不可验证的秘密相关性，也被称为绑定信息。
2005-01-05 cs.CR cs.IT math.IT
Fault tolerant quantum data locking
量子数据锁定是一种量子通信原语，它允许使用短密钥来加密更长的消息。它保证了信息理论上的安全性，以对抗具有有限量子存储器的对手。在这里，我们提出了一个量子数据锁定协议，采用伪随机电路组成的克利福德门，这是更容易实现容错比通用门。我们表明，信息可以被加密成$n$ -量子比特码字使用顺序$n - H_\mathrm{min}(\mathsf{X})$秘密位，其中$H_\mathrm{min}(\mathsf{X})$是最小熵的纯文本，和最小熵小于$n$帐户的信息泄漏给对手。作为应用，我们讨论了一种对量子计算机输出进行加密的有效方法。
2021-05-22 quant-ph
Simulations of quantum nonlocality with local negative bits
提出一种利用局部隐变量源和局部负比特模拟 $N$ 量子比特非定域关联的方法，无需观测者间交换经典比特，并可扩展至 Popescu-Rohrlich 盒关联。
2023-09-07 quant-ph
A Classical Analog to Entanglement Reversibility
在这封信中，我们介绍了保密可逆性的问题。这就询问了两个诚实的参与方何时可以从某个三方分布$p_{XYZ}$中提取秘密比特，并使用本地操作和公共通信（LOPC）以相等的速率将秘密比特转换回$p_{XYZ}$。这是对量子态中纠缠的可逆集中和稀释问题的经典模拟。我们确定的结构具有可逆的秘密时，诚实的一方持有的二进制分布的分布，这是可能的，所有的可逆分布具有这种形式。这些分布比通过简单地构造已知具有可逆纠缠的量子态族的经典模拟所获得的分布更一般。在我们的分析中使用的一个不可或缺的工具是Gács-Körner公共信息的条件形式。
2015-02-16 cs.IT math.IT quant-ph
Classical Correlation in Quantum Dialogue
在量子密钥分发的后处理过程中采用经典通信。由于量子密钥分发的安全性是基于量子力学的原理，所以直观地说，密钥只能从量子态导出。我们发现，经典的通信被错误地用于所谓的量子对话型协议。在这些协议中，公共通信用于传输秘密消息。我们的计算表明，Alice和Bob的秘密消息有一半是通过经典信道泄露的。通过应用Holevo界，我们可以看到量子对话型协议中所声称的量子效率是不可实现的。
2008-02-04 quant-ph
