×
沙尔马，维沙尔;基绍尔Thapliyal;阿尼尔班·帕塔克;巴纳吉，苏巴希什

噪声环境下安全量子通信协议的比较研究：基于单个量子比特的协议与基于纠缠态的协议。 （英语） Zbl 1357.81078号

量子信息处理。 15，第11号，4681-4710（2016）.
摘要：研究了噪声对各种安全量子通信协议的影响。具体而言，我们研究了振幅阻尼、相位阻尼、压缩广义振幅阻尼、泡利型以及各种集体噪声模型对量子密钥分配、量子密钥协议、量子安全直接量子通信和量子对话协议的影响。从每种类型的安全量子通信协议中，我们选择了两种协议进行比较研究：一种基于单量子比特态，另一种基于纠缠态。本文报告的比较研究表明，通常发现，基于单量子比特的方案在振幅阻尼、相位阻尼、压缩广义振幅阻尼噪声存在的情况下性能更好，而基于纠缠的协议在集体噪声存在的条件下性能更好。我们还观察到，噪声的影响取决于量子通信方案中涉及的量子通信轮数。此外，可以观察到，压缩（压缩广义振幅信道中存在的一种完全量子力学资源）可以以有益的方式使用，因为与相应的零压缩情况相比，它可以产生更高的保真度。

引用于22文件

MSC公司：

81页94 量子密码术（量子理论方面）
94A60型 密码学
81页40页 量子相干、纠缠、量子关联
81秒22 开放系统、简化动力学、主方程、消相干

关键词：

量子通信;噪声模型;噪声对安全量子通信模型的影响;基于单量子比特的方案;基于纠缠态的方案
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
\textit{V.Sharma}等人，《量子信息处理》。15，第11号，4681--4710（2016；Zbl 1357.81078）
全文： 内政部 arXiv公司

参考文献：

[1] Bennett，C.H.，Brassard，G.：量子密码学：公钥分发和抛硬币。摘自：《IEEE计算机、系统和信号处理国际会议论文集》，印度班加罗尔，第175页（1984）·Zbl 1306.81030号
[2] Pathak，A.：量子计算和量子通信的要素。CRC出版社，博卡拉顿（2013）·Zbl 1280.81002号
[3] Bennett，C.H.：使用任意两个非正交状态的量子密码术。物理。修订稿。68, 3121 (1992) ·Zbl 0969.94501号 ·doi:10.1103/PhysRevLett.68.3121
[4] Ekert，A.K.：基于贝尔定理的量子密码术。物理。修订稿。67, 661 (1991) ·Zbl 0990.94509号 ·doi:10.1103/PhysRevLett.67.661
[5] Bennett，C.H.，Brassard，G.，Mermin，N.D.：没有贝尔定理的量子密码术。物理。修订稿。68, 557 (1992) ·Zbl 0969.94500号 ·doi:10.103/物理通讯.68.557
[6] Goldenberg，L.，Vaidman，L.：基于正交状态的量子密码术。物理。修订稿。75, 1239 (1995) ·Zbl 1020.81548号 ·doi:10.1103/PhysRevLett.75.1239
[7] Hillery，M.，Buzek，V.，Bertaiume，A.：量子秘密共享。物理。修订版A 59，1829（1999）·Zbl 1368.81066号 ·doi:10.1103/PhysRevA.59.1829
[8] Zhou，N.，Zeng，G.，Xiong，J.：量子密钥协议。电子。莱特。401149（2004年）·doi:10.1049/el:20045183
[9] Shukla，C.，Alam，N.，Pathak，A.：仅使用Bell状态和Bell测量的量子密钥协议。量子信息处理。13, 2391 (2014) ·Zbl 1305.81068号 ·doi:10.1007/s11128-014-0784-0
[10] Chong，S.K.，Hwang，T.：基于BB84的量子密钥协议。选择。Commun公司。283, 1192 (2010) ·doi:10.1016/j.optcom.2009.11.007
[11] An，N.B.：量子对话。物理。莱特。A 328，6（2004）·Zbl 1134.81338号 ·doi:10.1016/j.physleta.2004.06.009
[12] 安，注意：安全对话，无需事先分发密钥。韩国物理学杂志。Soc.47562（2005）
[13] Shukla，C.，Kothari，V.，Banerjee，A.，Pathak，A.：关于一类量子对话协议的群理论结构。物理。莱特。A 377518（2013）·Zbl 1428.81048号 ·doi:10.1016/j.physleta.2012.12.024
[14] Shi，G.F.，Xi，X.Q.，Hu，M.L.，Yue，R.H.：使用单光子的量子安全对话。选择。Commun公司。283, 1984 (2010) ·doi:10.1016/j.optcom.2010.01.007
[15] Yang，C.W.，Hwang，T.：对集体噪声免疫的量子对话协议。量子信息处理。12, 2131 (2013) ·Zbl 1267.81133号 ·doi:10.1007/s11128-012-0514-4
[16] Bostrom，K.，Felbinger，T.：使用纠缠的确定性安全直接通信。物理。修订稿。89, 187902 (2002) ·doi:10.10103/物理通讯8.9.187902
[17] Lucamarini，M.，Mancini，S.：无纠缠的安全确定性通信。物理。修订稿。94, 140501 (2005) ·doi:10.1103/PhysRevLett.94.140501
[18] Jun，L.，Liu，Y.M.，Cao，H.J.，Shi，S.H.，Zhang，Z.J.：重温与W态的量子安全直接通信。下巴。物理。莱特。232652（2006年）·doi:10.1088/0256-307X/23/10/008
[19] Li，X.-H.，Deng，F.-G.，Li，C.-Y.，Liang，Y.-J.，Zhou，P.，Zhou，H.-Y.：无最大纠缠态的确定性安全量子通信。韩国物理学杂志。Soc.491354（2006）
[20] Yan，F.L.，Zhang，X.Q.：一种使用EPR对和远程传送的安全直接通信方案。欧洲物理学。J.B 41，75（2004年）·doi:10.1140/epjb/e2004-00296-4
[21] Man，Z.X.，Zhang，Z.J.，Li，Y.：利用交换量子纠缠和局部幺正运算实现确定性安全直接通信。下巴。物理。莱特。22, 18 (2005) ·doi:10.1088/0256-307X/22/1/006
[22] Zhu，A.D.，Xia，Y.，Fan，Q.B.，Zhang，S.：基于粒子秘密传输顺序的安全直接通信。物理。修订版A 73，022338（2006）·doi:10.1103/PhysRevA.73.022338
[23] Hai-Jing，C.，He-Shan，S.：与W态的量子安全直接通信。下巴。物理。莱特。23, 290 (2006) ·Zbl 1109.81019号 ·doi:10.1088/0256-307X/23/2005
[24] Yuan，H.、Song，J.、Zhou，J.，Zhang，G.、Wei，X.：基于粒子对顺序重排的量子通信的高容量确定性安全四比特W态协议。国际J.Theor。物理。50, 2403 (2011) ·Zbl 1228.81146号 ·doi:10.1007/s10773-011-0729-7
[25] Banerjee，A.，Pathak，A.：直接安全量子通信的最高效率协议。物理。莱特。A 3762944（2012）·doi:10.1016/j.physleta.2012.08.032
[26] Shukla，C.：量子通信协议的设计和分析。杰佩信息技术学院博士论文（2014）·Zbl 1298.81036号
[27] Sharma，R.D.，Thapliyal，K.，Pathak，A.，Pan，A.K.，De，A.：哪种验证量子位最适合在噪声信道中进行安全通信？量子信息处理。15, 1703 (2016) ·Zbl 1338.81173号 ·doi:10.1007/s11128-015-1207-6
[28] Nielsen，M.A.，Chuang，I.L.：量子计算和量子信息。剑桥大学出版社，新德里（2008）·Zbl 1049.81015号
[29] Preskill，J.：物理课堂讲稿229：量子信息与计算。加州理工学院（1998）
[30] Banerjee，S.，Ghosh，R.：压缩热浴中无耗散的退相干动力学。《物理学杂志》。A： 数学。西奥。4013735（2007年）·Zbl 1129.81013号 ·doi:10.1088/1751-8113/40/45/014
[31] Omkar，S.，Srikanth，R.，Banerjee，S.：耗散和非耗散单量子比特信道：动力学和几何。量子信息处理。12, 3725 (2013) ·Zbl 1303.81039号 ·doi:10.1007/s11128-013-0628-3
[32] Srikanth，R.，Banerjee，S.：压缩广义振幅阻尼信道。物理。版本A 77，012318（2008）·doi:10.1103/PhysRevA.77.012318
[33] Banerjee，S.，Srikanth，R.：量子比特与挤压热浴相互作用的几何相位。欧洲物理学。J.D 46，335（2008）·doi:10.1140/epjd/e2007-00291-5
[34] Huang，J.H.，Zhu，S.Y.：振幅阻尼和相位阻尼下纠缠猝死的充要条件。物理。修订版A 76，062322（2007）·doi:10.1103/PhysRevA.76.062322
[35] Bourennane，M.、Eibl，M.，Gaertner，S.、Kurtsiefer，C.、Cabello，A.、Weinfurter，H.：四光子纠缠态的无消相干量子信息处理。物理。修订稿。92, 107901 (2004) ·doi:10.1103/PhysRevLett.92.107901
[36] Chiuri，A.、Rosati，V.、Vallone，G.、Pádua，S.、Imai，H.、Giacomini，S.，Macchiavello，C.、Mataloni，P.：一般泡利信道最佳噪声估计的实验实现。物理。修订稿。107, 253602 (2011) ·doi:10.1103/PhysRevLett.107.253602
[37] Fischer，D.G.，Mack，H.，Cirone，M.A.，Freyberger，M.：使用纠缠增强噪声量子信道的估计。物理。版本A 64，022309（2001）·doi:10.1103/PhysRevA.64.022309
[38] Fern，J.，Whaley，K.B.：泡利信道非零容量的下限。物理。版本A 78，062335（2008）·doi:10.1103/PhysRevA.78.062335
[39] Srinata，N.、Omkar，S.、Srikanth，R.、Banerjee，S.和Pathak，A.：量子密码开关。量子信息处理。13, 59 (2014) ·文件编号：10.1007/s11128-012-0487-3
[40] Thapliyal，K.、Banerjee，S.、Pathak，A.、Omkar，S.和Ravishankar，V.：开放量子系统中的准概率分布：自旋量子比特系统。Ann.物理。362261（2015年）·Zbl 1343.81151号 ·doi:10.1016/j.aop.2015.07.029
[41] Thapliyal，K.，Banerjee，S.，Pathak，A.：开放量子系统的层析成像：（有限）维光学和自旋系统。Ann.物理。366, 148 (2016) ·Zbl 1342.81220号 ·doi:10.1016/j.aop.2016年1月16日
[42] Kim，Y.S.，Lee，J.C.，Kwon，O.，Kim，Y-H.：使用弱测量和量子测量反转保护纠缠不受消相干影响。自然物理学。8, 117 (2012) ·doi:10.1038/nphys2178
[43] Turchette，Q.A.，Myatt，C.J.，King，B.E.，Sackett，C.A.，Kielpinski，D.，Itano，W.M.，Monroe，C.，Wineland，D.J.：耦合到工程水库的俘获原子运动量子态的退相干和衰变。物理。修订版A 62，053807（2000）·doi:10.1103/PhysRevA.62.053807
[44] Myatt，C.J.，King，B.E.，Turchette，Q.A.，Sackett，C.A.，Kielpinski，D.，Itano，W.M.，Monroe，C.，Wineland，D.J.：通过耦合到工程储层来消除量子叠加的相干。《自然》403269（2000）·doi:10.1038/35002001
[45] Marques，B.，Matoso，A.A.，Pimenta，W.M.，Gutiérrez-Esparza，A.J.，Santos，M.F.，Pádua，S.：光子学量子退相干的实验模拟。科学。代表5，16049（2015）·doi:10.1038/srep16049
[46] Sharma，V.、Shukla，C.、Banerjee，S.、Pathak，A.：噪声环境中的受控双向远程状态准备：一种广义观点。量子信息处理。14, 3441 (2015) ·Zbl 1325.81039号 ·doi:10.1007/s11128-015-1038-5
[47] Kuang，L.M.、Chen，X.、Chen、G.H.、Ge，M.L.：具有相位阻尼的Jaynes-Cummings模型。物理。修订版A 56，3139（1997）·doi:10.1103/PhysRevA.56.3139
[48] Thapliyal，K.，Pathak，A.：量子密码开关的应用：可以使用Bell态和粒子排列来执行与受控量子通信相关的各种任务。量子信息处理。2015年12月14日·Zbl 1327.81171号 ·doi:10.1007/s11128-015-0987-z
[49] Zanardi，P.，Rasetti，M.：无噪声量子码。物理。修订稿。79, 3306 (1997) ·Zbl 1079.81514号 ·doi:10.1103/PhysRevLett.79.3306
[50] Sheng，Y.B.，Deng，F.G.：任意收集噪声信道上的有效量子纠缠分布。物理。版本A 81，042332（2010）·doi:10.1103/PhysRevA.81.042332
[51] Boileau，J.C.，Gottesman，D.，Laflamme，R.，Poulin，D.，Spekkens，R.W.：在收集噪声信道上基于稳健极化的量子密钥分配。物理。修订版A 920170901（2004）
[52] Li，X.H.，Deng，F.G.，Zhou，H.Y.：集体噪声信道上的高效量子密钥分配。物理。版本A 78，022321（2008）·doi:10.1103/PhysRevA.78.022321
[53] Guan，X.-W.，Chen，X.-B.，Wang，L.-C.，Yang，Y.-X.：噪声环境中任意两量子比特态的联合远程制备。国际J.Theor。物理。532236（2014）·Zbl 1298.81036号 ·doi:10.1007/s10773-014-2024-x
[54] Li，Y.H.，Jin，X.M.：在噪声环境中使用九量子比特纠缠态进行双向控制隐形传态。量子信息处理。15, 929 (2016) ·Zbl 1333.81080号 ·doi:10.1007/s11128-015-1194-7
此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。其项与zbMATH标识符进行启发式匹配，可能包含数据转换错误。在某些情况下，zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献，而不要求完整或完全匹配。