FSO-QKD protocols under free space losses and device imperfections: a comparative study
本文比较研究了单光子和纠缠光子QKD协议在地面自由空间通信中的性能，重点分析了几何损耗、大气损耗和设备不完美对量子比特误码率及安全密钥率的影响。
2023-09-16 quant-ph
Two-way Protocol for Quantum Cryptography with Imperfect Devices
在单光子不完全产生和检测的假设下，研究了一个确定性量子通信方案LM05 [1]在有耗信道中的安全性.结果表明，该方案允许可加密安全比特的速率高于BB84 [2]。我们报告的第一个实施LM05与弱脉冲。
2006-05-11 quant-ph
Modified BB84 quantum key distribution protocol robust to source imperfections
本文通过利用基失配事件和参考技术，证明改进型BB84协议在多种源缺陷下的安全性，并表明增加第四态可显著提升密钥率性能，缩小QKD理论与实践的差距。
2022-10-21 quant-ph
Security of the decoy-state BB84 protocol with imperfect state preparation
本研究分析了在不完美强度和偏振调制导致源缺陷的情况下，高效诱骗态BB84量子密钥分发协议的安全性，并探讨了非泊松光子数统计与基依赖性，且得到了实验表征支持。
2023-11-22 quant-ph
Relationship between quantum repeating devices and quantum seals
揭示了量子重复器件与量子密封之间的密切关系，从而使一个领域的理论可以应用到另一个领域。结果表明，当量子重复器件用于从量子态中解码经典信息时，其保真度和最优性可能受到破坏，并且量子数据密封协议存在安全边界.
2009-07-29 quant-ph
Using quantum oblivious transfer to cheat sensitive quantum bit commitment
众所周知，即使在量子世界中，无条件安全的比特承诺也是不可能的。本文研究了Aharonov等人[STOC，2000]和Hardy和Kent [Phys. Rev. Lett. [2004] 2004年调查。在这个变体中，双方需要一些非零的概率来检测作弊，也就是说，如果向爱丽丝提交比特b的鲍勃在揭示阶段改变了主意，那么爱丽丝以正概率检测到作弊（我们称之为属性绑定）;如果爱丽丝在揭示阶段之前获得了关于提交比特的信息，那么鲍勃以正概率发现这一点（密封）。在本文中，我们给出了同时绑定和密封的量子比特承诺方案，并证明了如果欺骗给恶意的Alice带来了极大的好处，那么Bob可以以Ω（ε ^2）的概率检测到欺骗。如果鲍勃作弊，那么爱丽丝检测到作弊的概率大于某个固定常数λ>0。这提高了Hardy和Kent以及Aharonov等人提出的方案的欺骗检测概率，Aharonov等人提出了一个协议，该协议要么是绑定的，要么是密封的，但不是同时两者。为了构造一个欺骗敏感的量子比特承诺方案，我们使用了一个弱量子二选一不经意传输协议。
2006-05-17 cs.CR quant-ph
Independent Attacks in Imperfect Settings; A Case for A Two Way Quantum Key Distribution Scheme
通过对一个玩具模型的简单分析，我们回顾了在不完美设置下的双向量子密钥分发协议的研究，并表明它可以优于BB84设置。我们提供的充分条件，这作为一个比例的最佳强度的协议。
2010-09-18 quant-ph
Imperfect preparation and Trojan attack on the phase modulator in the decoy-state BB84 protocol
本研究分析诱骗态BB84协议在相位调制器木马攻击下的安全性，推广攻击模型至任意探测态，引入保守泄漏界限，并证明量子硬币不平衡低且超100公里距离仍有非零安全密钥率。
2025-02-28 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
Quantum-state transfer on spin-chain channels with random imperfection
本文研究了自旋链通道上的量子态转移，通过结合双轨自旋链通道[9]和特殊非均匀自旋链通道[10]的优点，提出了一种既能避免不必要测量引入的量子噪声，又能增强抗退相干能力的方案.结果表明，我们的协议是更有效地转移一个任意的量子态比原来的。特别地，我们讨论了耦合涨落和不完美初始化对改进方案和原方案的影响。
2009-05-26 quant-ph
qkdSim: An experimenter's simulation toolkit for QKD with imperfections, and its performance analysis with a demonstration of the B92 protocol using heralded photon
量子密钥分发（QKD）是量子密码学的一个重要方面。量子密钥分配以量子力学为安全基础，使密钥分配过程在理论上是安全的。随着量子密钥分发技术的发展和商业化，需要一个端到端的量子密钥分发仿真软件，该软件可以包括实验缺陷。这类软件将确保只有在事先进行性能分析后才投入资源，并忠实于实验能力和限制。在这项工作中，我们介绍了我们的QKD仿真工具包qkdSim，它的最终目的是被开发成这样一个软件包，可以精确地建模和分析任何通用的QKD协议。我们提出了一个原型的qkdSim，可以准确地模拟我们自己的实验演示的B 92协议的设计，实现和测试。仿真结果与实验吻合良好;来自实验的代表性密钥速率和QBER分别为$51 \pm 0.5$ Kbits/sec和$4.79\% \pm 0.01\%$，其中仿真分别产生$52.83 \pm 0.36$ Kbits/sec和$4.79\% \pm 0.01\%$。
2019-12-20 quant-ph
Imperfect 1-out-of-2 quantum oblivious transfer: bounds, a protocol, and its experimental implementation
不经意传输是现代密码学中的一个重要原语。应用包括安全多方计算、不经意采样、电子投票和签名。信息理论上安全的完美二选一不经意传输是不可能实现的。不完美的变体，其中两个参与者的欺骗能力仍然有限，使用量子手段是可能的，同时保持经典的不可能。确切地说，什么样的安全参数是可以达到的仍然是未知的。我们引入了一个研究半随机量子不经意传输的理论框架，证明了它在欺骗概率上与规则的不经意传输等价。然后，我们用它来推导出作弊的界限。我们还提出了一个协议，具有较低的欺骗概率比以前的计划，连同它的光学实现。我们表明，一个下界的2/3的最小可实现的作弊概率可以直接推导出半随机协议使用不同的方法和定义的作弊比以前使用的。如果协议输出的状态是纯的和对称的，则下限从2/3增加到约0.749。我们提出的不经意传输方案使用明确的状态消除测量，可以实现与标准量子密码相同的技术要求。该协议对发送方和接收方的欺骗概率分别为3/4和约0.729，低于现有协议。使用光子测试床，我们已经实现了诚实的各方，以及最佳的欺骗策略的协议。
2021-03-09 quant-ph
Phase error rate estimation in QKD with imperfect detectors
本文提出了一种基于熵不确定性关系的有限大小安全证明，用于对抗相干攻击的诱骗态BB84 QKD协议，解决了非理想探测器中的基底效率不匹配问题。
2025-12-03 quant-ph
Quantum Key Distribution with Imperfections: Recent Advances in Security Proofs
TU Wien, Atominstitut & Vienna Center for Quantum Science and Technology（维也纳工业大学，原子研究所与维也纳量子科学与技术中心）；Quantum Technology Laboratories GmbH（量子技术实验室有限公司）
本文综述了量子密钥分发安全证明的最新进展，重点介绍如何通过分析和数值方法纳入实际不完美性，从而在现实条件下重建量子通信协议的安全性。
2026-05-22 quant-ph
Application of the EWL protocol to decision problems with imperfect recall
我们证明了实现的Zerwert-Wilkens-Lewenstein计划是yond正规形式的游戏。我们的研究范围包括决策问题，即，一个玩家广泛的游戏。该研究是基于检查他们的功能时，通过EWL协议进行决策问题。我们证明了酉算子在不完全回忆的决策问题中可以扮演策略的角色。此外，我们证明了酉运营商提供的决策者的可能性，是无法访问的经典策略。
2011-01-19 cs.GT quant-ph
Decoy state and purification protocols for superior quantum key distribution with imperfect quantum-dot based single photon sources: Theory and Experiment
本文提出并实验验证截断诱骗态与预告纯化两种QKD协议，利用不完美量子点单光子源的可控光子统计，使其最大可容忍信道损耗超过理想WCS逾3 dB。
2025-07-23 quant-ph
Quantum parameter estimation with imperfect reference frames
量子精密测量研究量子策略，使我们能够超越他们的经典同行。在这个框架中，通常假设存在完美的经典参考系。然而，这种理想的参考系可能并不总是可用的。量测策略中所需的参考系可在估计过程期间降级或变得未对准。我们研究了参考系的非线性如何导致噪声，噪声通常会影响物理参数测量的最终精度极限。此外，由于量子参数估计可以被表述为双方之间的量子通信协议，我们的结果提供了更深入的了解量子通信协议与错位参考系。我们的框架允许研究一般的噪音对这些计划的效率。
2014-04-25 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 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
Security of quantum key distribution with source and detector imperfections through phase-error estimation
University of Vigo（维戈大学）；University of Waterloo（滑铁卢大学）
本文提出模块化提升定理，将基于相位误差的BB84类协议安全证明扩展为可纳入探测器效率失配的形式，得到首个同时解决源与探测器缺陷的有限密钥安全证明。
2026-09-01 quant-ph
Fragility of Magic State Distillation under Imperfect Measurements
Tsinghua University（清华大学）；Yale University（耶鲁大学）；Frontier Science Center for Quantum Information（量子信息前沿科学中心）
本文研究了不完美测量对魔术态提纯的严重影响，提出通过选择标准形式的稳定器生成器来提高其鲁棒性，揭示了提纯效率与测量保真度之间的尖锐阈值关系。
2026-09-15 quant-ph
Quantum Cryptography with Imperfect Apparatus
量子密钥分发首先由Bennett和Escherard提出，它提供了一种可能的密钥分发方案，其安全性仅依赖于量子物理定律。到目前为止，该协议已被证明是安全的，即使在信道噪声和接收机的探测器故障，但如果使用的光子源是不完善的是脆弱的。在本文中，我们提出了一个新的概念，{ \it自检源}，这需要制造商的光子源提供一定的测试，这些测试的设计，如果通过，源是保证足够的安全性的量子密钥分发协议，即使测试设备可能不会建立在原来的规格。主要的数学结果是一个结构定理，它指出，对于希尔伯特空间中的任何状态，如果满足某些EPR型方程，则该状态本质上必须是EPR对的正交和。
1998-09-15 quant-ph
Distributed quantum information processing with minimal local resources
我们提出了一个协议的增长图状态，单向量子计算的资源，当可用的纠缠机制是非常不完善的。蒸馏协议在使用辅助量子比特方面是节俭的，当噪声由一个泡利误差主导时仅需要单个辅助量子比特，并且对于一般噪声模型需要两个辅助量子比特。该方案通过从不对纯化轮次的测量结果进行后选择来使用这种稀缺的本地资源。我们发现，这样的策略会导致保真度遵循有偏见的随机游走，并且目标保真度可能比可比的后选择协议更快地达到。不完美的本地操作如何限制可达到的保真度的分析。例如，20%的单个泡利错误率可以被提炼为局部操作中的缺陷的$\sim 10$倍。
2007-10-09 quant-ph
Characterizing noisy quantum computation with imperfectly addressed errors
本文提出基于随机超算符系综和矩阵Chernoff集中的理论框架，表征不完全寻址噪声对量子误差校正与缓解的影响，并用于诊断噪声量子计算机输出的可信度。
2025-08-05 quant-ph
Long-distance quantum key distribution with imperfect devices
研究了概率量子中继器上的量子密钥分发问题。我们比较，在实际的假设下，两个这样的计划在他们的安全密钥生成速率每量子存储器。正在研究的两个方案是Duan等人在[Nat.414，413（2001）]中提出的方案和Sangouard等人在[Phys.Rev.A76，050301（2007）]中提出的方案。我们认为在这两个协议中的不完美的各种来源，如非零的双光子的概率在源，暗计数在探测器中，在通道，光电探测器和存储器的效率低下。我们还考虑了记忆衰退和失相过程在我们的分析。对于后者的系统，我们确定的最大值的双光子概率超过秘密密钥蒸馏是不可能的。我们还发现了交叉距离超过中继器方案优于非中继器的。最后，我们比较了这两个协议在其最佳设置下的可实现的密钥生成速率
2013-04-08 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
Extracting perfect GHZ states from imperfect weighted graph states via entanglement concentration
针对多光子高保真GHZ态制备受相干与非相干误差限制的问题，提出仅需对不完美加权图态做局域门和测量的纠缠浓缩协议，可高效生成完美GHZ态且对非相干噪声鲁棒。
2022-12-24 quant-ph
Perfect stimulated Raman adiabatic passage with imperfect finite-time pulses
本文通过优化双高斯脉冲的截断与相对位置，在STIRAP中实现完美粒子数转移，并提出简单有效的绝热性判据，证明所需时间仅与不保真度成对数关系。
2023-07-04 quant-ph
Experimental quantum cryptography with single photons and imperfect devices
University of Waterloo（滑铁卢大学）；Department for Quantum Technology, University of Münster（明斯特大学量子技术系）；Institute for Physics and Astronomy, Technical University of Berlin（柏林工业大学物理与天文学研究所）；Toshiba Europe Ltd.（东芝欧洲有限公司）；Advanced Quantum Light Sources GmbH（先进量子光源有限公司）；Key Laboratory of Optoelectronic Materials and Devices, Institute of Semiconductors, Chinese Academy of Sciences（中国科学院半导体研究所光电材料与器件重点实验室）
研究利用半导体量子点光源单光子结合动态偏振态编码实现BB84协议，考虑单光子源及接收器的不完美性与误差范围，证明其安全性并分析性能，展现竞争力，为QKD实用无漏洞实现铺路。
2026-07-22 quant-ph
Imperfect Phase-Randomisation and Generalised Decoy-State Quantum Key Distribution
该研究将诱骗态分析推广至不完美相位随机化激光源，并开发理论工具证明独立非同分布脉冲协议的安全性，定量展示其对关键速率的影响。
2023-08-11 quant-ph
Entanglement distribution protocols under imperfect fidelity and quantum memory conditions
Orange Innovation（Orange创新）；INSA Lyon（里昂国立应用科学学院）
本文提出一种考虑保真度和不完美存储的本地宣告分发（LHD）协议，通过缩短执行时间提高链路成功概率，在性能上优于现有协议。
2026-05-29 cs.NI quant-ph
Optimal key rates for quantum key distribution with partial source characterization
针对现有量子密钥分发数值安全性证明需完全表征发射态的不现实假设，本文将锥优化方法拓展至仅知部分源信息的场景，覆盖两类协议，在源缺陷下性能优于现有方法，推动了相关数值证明框架的实用化。
2025-10-29 quant-ph
Approximating Vibronic Spectroscopy with Imperfect Quantum Optics
我们研究了最近提出的协议进行量子模拟的振动光谱实验的不完善的影响。具体来说，我们提出了一种方法来量化这些缺陷的影响，优化实验来解释它们，并将结果与经典的模拟方法进行基准测试。我们说明了我们的研究结果，使用的一部分的振动光谱的环酚酮的原理实验模拟的证明。我们的研究结果将为未来旨在模拟当前经典计算机无法达到的大分子光谱的实验设计提供信息。
2018-03-07 quant-ph
An efficient Progressive Swapping to the Middle distribution protocol adapted to imperfect quantum memories in quantum networks
Orange Innovation（橙讯创新）；INSA Lyon（里昂国立应用科学学院）
提出渐进式中间交换（PSM）协议，通过从路径两端向中间进行渐进式交换，在考虑不完美存储和保真度下降的情况下，相比其他协议提高了链路概率并保持了合理的链路保真度。
2026-05-29 cs.NI quant-ph
Decoy state quantum key distribution with imperfect source
诱骗态协议被认为是保护弱相干源量子密钥分发（QKD）安全性的重要方法之一。在这里，我们测试了两种实验方法来产生不同强度的诱饵态：调制的泵浦电流的半导体激光器二极管，和外部调制的光强度调制器。前一种方法在时域中显示了一个侧信道，允许攻击者区分信号状态和诱饵状态，打破了协议中的一个基本假设。我们的实验数据的基础上建立了一个光子数分裂攻击模型，并表明它会损害系统的安全性。然后，在K. Tamaki et al. [New J. Phys. 18，065008（2016）]，我们获得了两个解析公式来估计信号和诱饵状态可区分时单光子脉冲的产额和错误率。这种可重复性使得安全密钥速率低于完美诱骗状态协议。为了减轻这种减少，我们建议校准接收器（鲍勃的）单元的透射率。我们将我们的方法应用于三个QKD系统，并估计其安全密钥速率。
2018-09-17 quant-ph
Impact of imperfect measurements on multi-party quantum key distribution
该研究分析了不完美测量对基于Svetlichny不等式违背的多方设备无关量子密钥分发协议的影响，推导了测量精度与可提取密钥率的关系，给出正密钥率的测量精度阈值，还量化了含噪Werner态场景下的相关参数关系，凸显了高测量精度的重要性。
2023-11-07 quant-ph
Security of round-robin differential-phase-shift quantum key distribution protocol with correlated light sources
在众多的量子密钥分发（QKD）协议中，循环差分相移（RRDPS）协议具有一个独特的特点，即它的安全性是在不监视任何统计信息的情况下得到保证的。此外，该协议具有一个显着的属性是强大的源缺陷假设发射的脉冲是独立的。不幸的是，一些实验证实了由于脉冲相关性而违反了独立性，因此缺乏不考虑这种影响的安全性证明是安全性的障碍。在本文中，我们证明了RRDPS协议是安全的，对任何来源的缺陷，建立一个证明与脉冲相关性。我们的证明是简单的，因为我们只对源做了三个实验上简单的假设。在此基础上进行的数值模拟表明，长距离脉冲相关性对密钥速率没有显著影响，这揭示了RRDPS协议的另一个显著特点。因此，我们的安全证明是有效的，适用于广泛的实际来源，并铺平了道路，实现真正安全的QKD在高速系统。
2023-02-06 quant-ph
Finite-key security analysis of quantum key distribution with imperfect light sources
近年来，量子密钥分发（QKD）的理论和实践之间的差距已经大大缩小，特别是对于具有任意波长光接收机的QKD系统。然而，具有不完美光源的QKD系统的状态不太令人满意，因为所得到的安全密钥速率通常过度依赖于状态准备的质量。当信道损耗高时尤其如此。最近，为了克服这一限制，Tamaki等人提出了一种基于所谓的拒绝数据分析的QKD协议，并表明其安全性|在无限长钥匙的限制下|几乎独立于量子比特空间中的任何编码缺陷，因为该协议与诱饵状态方法兼容。在这里，作为迈向实用QKD的一步，我们表明，即使在光源强度不稳定的情况下，也可以在有限密钥机制中得出类似的结论。更具体地说，我们推导出的安全范围广泛的一类现实的光源，并表明，边界也是有效的存在高通道损耗。我们的研究结果强烈建议的可行性，长距离可证明安全的通信与不完美的光源。
2015-04-30 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
Numerical approach for unstructured quantum key distribution
量子密钥分发（QKD）允许通信具有由量子理论保证的安全性。量子密钥分发的主要理论问题是计算给定协议的密钥速率。已知对称协议的解析公式，因为对称简化了分析。然而，实验缺陷打破对称性，因此对关键利率的影响是难以估计的缺陷。此外，这是一个有趣的问题，是否（有意）非对称协议可以优于对称的。在这里，我们开发了一个强大的数值方法来计算任意离散变量QKD协议的密钥速率。最终，这将使研究人员能够研究“非结构化”协议，即那些缺乏对称性的协议。我们的方法依赖于将关键速率计算转换为对偶优化问题，这大大减少了参数的数量，从而减少了计算时间。我们通过研究一些密钥速率以前未知的非结构化协议来说明我们的方法。
2016-05-20 quant-ph
Side-channel-secure quantum key distribution with correlated sources
University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）；Laboratory of Quantum Information, University of Science and Technology of China（中国科学技术大学量子信息实验室）；Anhui Province Key Laboratory of Quantum Network, University of Science and Technology of China（中国科学技术大学安徽省量子网络重点实验室）；CAS Center for Excellence in Quantum Information and Quantum Physics, University of Science and Technology of China（中国科学技术大学中国科学院量子信息与量子物理前沿卓越中心）
研究针对量子密钥分发因设备缺陷面临的安全挑战，提出一种对多轮相关态制备缺陷免疫且测量设备无关的协议，依赖三个假设，经有限密钥安全分析和数值模拟，结果显示其在不同情况下能有效生成秘密密钥。
2026-07-28 quant-ph
Quantum criticality under imperfect teleportation
该研究针对临界伊辛链基态，揭示不完善量子隐形传态的缺陷等效于弱测量，分类了不同协议下临界关联与纠缠的变化规律，为抗误差隐形传态协议设计提供了理论依据。
2024-08-14 cond-mat.stat-mech quant-ph
Control-limited perfect state transfer, quantum stochastic resonance and many-body entangling gate in imperfect qubit registers
我们提出了一个完美的量子态传输协议，是弹性的现实实验缺陷，包括噪声源，可以建模为独立的马尔可夫浴或某些形式的空间相关的环境。我们强调有趣的连接之间的保真度状态转移和量子随机共振效应。该方案足够灵活，可以作为一个有效的纠缠门，在控制受限的情况下产生真正的多体纠缠。可能的实验实现使用超导量子位也简要讨论。
2008-07-08 quant-ph
Continuous-variable Quantum Key Distribution protocols with eight-state discrete modulation
提出了一种基于八态相干态离散调制的连续变量量子密钥分发协议。我们提出了一个严格的安全证明，以防止集体攻击，考虑现实的有损，噪声量子信道，不完善的检测器效率，和检测器的电子噪声。该协议具有很高的抗噪声能力，有望在光纤基础上实现数百距离的传输。
2010-06-22 quant-ph
On the existence of loss-tolerant quantum oblivious transfer protocols
不经意传输是一种加密原语，其中Alice向Bob发送两个比特中的一个，但不注意接收到的比特。使用量子通信，我们可以构建不经意传输协议，其安全性可证明优于使用经典通信构建的任何协议。然而，对于不完美的设备，需要考虑其他攻击。在本文中，我们提出了一个不经意的传输协议，是不受损失的消息。
2011-10-03 quant-ph
Near-term performance of quantum repeaters with imperfect ensemble-based quantum memories
我们研究了几个量子中继协议与光子（单光子和光子对）源和基于原子系综的量子存储器的有意义的原理证明的可行性。我们考虑到非单位内存效率随时间呈指数衰减，这使得计算中继率变得复杂。我们讨论的实现基于量子点，参数下转换，稀土离子掺杂晶体，和里德伯原子。我们的研究结果为长距离量子中继器演示的近期实施提供了指导，这表明这种演示在当前技术的范围内。
2019-12-03 quant-ph
Loss-tolerant quantum cryptography with imperfect sources
原则上，量子密钥分发（QKD）提供了基于物理定律的无条件安全性。在实践中，状态准备中的缺陷破坏了QKD系统的安全性，因为处理状态准备缺陷的标准理论方法不是容损的。窃听者可以通过量子信道损耗来增强和利用这种缺陷，从而显著降低密钥生成速率。最重要的是，大多数现有QKD实验的安全性分析是相当不现实的，因为它们通常忽略了这种影响。在这里，我们提出了一种新的和一般的方法，使量子密钥分配损失容忍状态准备缺陷。重要的是，它表明QKD中的状态准备过程可能比最初想象的要精确得多。我们的方法可以广泛应用于其他量子密码协议。
2013-12-19 quant-ph
Quantum key distribution with flawed and leaky sources
理论上，量子密钥分发（QKD）允许双方基于物理定律进行安全通信。然而，目前大多数QKD的安全性证明都做出了不切实际的假设，忽略了许多相关的设备缺陷。因此，它们无法保证实际实现的安全性。近年来，容错协议（K. Tamaki等人，Phys.Rev.A，90，052314，2014）被提出以使QKD对状态准备缺陷鲁棒。该协议依赖于量子比特系统的发射，不幸的是，这在实践中很难实现。在这项工作中，我们删除这样的量子比特的假设，并概括的损失容忍协议，以适应多个光学模式的发射信号。这些多个光学模式可以例如由特洛伊木马攻击和/或设备缺陷引起。我们的安全性证明确定了实现安全通信所需的一些主要设备参数机制，因此它可以作为一个指导方针，以实现量子密钥分配发射机。此外，我们比较我们的方法与Lo和Preskill（H.- K. Lo等人，Quantum Inf. Comput.，7，431-458，2007），并识别哪种方法提供了作为设备缺陷的函数的最高密钥生成速率。我们的工作是朝着QKD的最佳实用和安全实施迈出的重要一步。
2019-07-17 quant-ph
Benchmarking of Quantum Protocols
量子网络协议为通信和计算系统提供了新的功能，例如增强的安全性。尽管量子硬件取得了快速进展，但它尚未达到能够在实际环境中执行许多量子协议的成熟水平。为了在现实世界中开发量子协议，有必要考虑到它们在实际实现中的不完善性，使用仿真平台来检查它们的性能。在本文中，我们考虑了几种量子协议，这些协议在不久的将来的量子网络中实现了有前途的功能和服务。这些协议从量子通信和量子计算两个领域中选择，如下：量子货币，基于W态的匿名传输，可验证的盲量子计算和量子数字签名。我们使用NetSquid仿真平台来评估各种噪声源对这些协议性能的影响，考虑不同的优值。我们发现，要实现量子货币协议，量子存储器的退相干时间常数必须至少是量子比特存储时间的三倍。此外，我们对基于w态的匿名传输协议的模拟结果表明，在该协议中，要达到平均保真度高于0.8，发送者和接收者的粒子在量子存储器中的存储时间必须小于量子存储器的退相干时间常数的一半。我们还研究了门缺陷对可验证盲量子计算性能的影响。我们发现，在我们选择的参数下，如果量子门的去极化概率大于或等于0.05，则协议的安全性不能得到保证。最后，我们对量子数字签名协议的仿真结果表明，信道丢失对否认概率有显著影响。
2022-07-17 quant-ph
High-fidelity bosonic quantum state transfer using imperfect transducers and interference
我们考虑不完美的双模玻色子量子换能器，由于耦合强度不足或其他非理想性，不能完全转移的初始源系统的量子态。我们表明，这种传感器一般可以通过使用干涉和相敏放大完美。我们的方法是基于实现一种特定的不完美的换能器（一个实现交换量子非破坏（QND）门）可以成为一个完美的单向换能器使用前馈和/或注入压缩。我们表明，一个通用的不完美的换能器可以减少到这种情况下，通过重复不完美的转导操作两次，穿插放大。最重要的是，我们的计划只需要能够实现压缩操作和/或零差测量的两个模式之一。因此，它理想地适合于控制两个耦合系统的能力不对称的方案（例如，微波到光学量子态转移）。我们还讨论了校正协议，不需要注入挤压和/或前馈操作。
2019-04-23 quant-ph
Performance analysis for OFDM-based multi-carrier continuous-variable quantum key distribution with arbitrary modulation protocol
多载波连续变量量子密钥分发（CV-QKD）被认为是一种很有前途的方法，以提高密钥速率（SKR）比现有的单载波CV-QKD方案。然而，在N个子载波的不完美的多载波量子态制备过程中引入的额外的过量噪声将限制系统的性能。针对基于正交频分复用（OFDM）的多载波CV-QKD，提出了一种系统的调制噪声模型。随后，结合单载波CV-QKD的安全性分析方法，对任意调制协议（如QPSK、256 QAM和高斯调制协议）下的多载波CV-QKD的性能进行了定量评估。仿真结果表明，在实际系统参数下，即使在实际调制不理想的情况下，增加载波数N仍能显著提高多载波CV-QKD的SKR。具体地，多载波CV-QKD的总SKR可以通过仔细选择N来优化。该模型为未来多载波CV-QKD的实验实现提供了一个可行的理论框架。
2022-12-22 quant-ph
Security proof for a simplified BB84-like QKD protocol
量子密钥分发（QKD）的安全性已经在不同的协议中得到了证明，特别是在BB84协议中。它已被证明，该方案是强大的，对最终的缺陷，在状态准备，和发送只有三个不同的状态提供了相同的秘密密钥速率与四个国家实现。在这项工作中，我们证明，在有限密钥的情况下，该协议的安全性可以保持，即使在接收器上的测量操作。这允许我们以最小的资源量实现时间仓编码方案。
2018-10-09 quant-ph
Squeezed-state quantum key distribution upon imperfect reconciliation
在噪声和有损环境以及协调效率有限的现实条件下，研究了压缩态连续变量量子密钥分发的安全性。考虑到广义的准备方案和明确区分经典和量子资源，我们研究了有限压缩对协议对不可信信道噪声的容忍度的影响。对于一个长距离的强衰减信道和随之而来的低协调效率，我们表明，可行的有限压缩是令人惊讶地足以提供高斯量子密钥分发的安全性在不可信的噪声存在。我们解释的效果的行为的Holevo量，它描述了信息泄漏，并有效地减少了压缩状态。
2011-11-09 quant-ph
Quantum repeaters with imperfect memories: cost and scalability
记忆退相及其对量子中继器中纠缠产生速率的影响。对于依赖于概率方案的纠缠分布和连接的系统，我们估计我们的优化部分嵌套协议的最大可实现的速率每使用的内存。我们表明，对于任何给定的距离$L$，多项式缩放率与距离只能实现，如果量子存储器的相干时间的顺序为$L/c$或更长，与$c$是光的速度在通道中，是可用的。当相干时间为$τ_c \ll L/c$时，上述速率随着距离以$\exp[-\sqrt{(L/c)/ τ_c}]$的幂下降。
2009-09-12 quant-ph
