Interferentsiya Hong-Ou-Mandel v kvantovoy optike, monogamiya zaputannosti, neortogonal'nost', nedoverennye uzly

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

В последнее десятилетие активно исследуются системы квантового распределения ключей с недоверенным промежуточным узлом, протокол квантового распределения ключей был назван MDI (Measurement Device Independent). В ранних работах были приведены лишь соображения, почему такая система квантового распределения ключей обеспечивает секретность распределяемых ключей, со ссылкой на то, что доказательство стойкости MDI протокола, которое не было приведено, аналогично доказательству секретности КРК для базового протокола BB84. По этой причине, несмотря на имеющиеся экспериментальные реализации системы квантового распределения ключей MDI, продолжают возникать вопросы о физических причинах стойкости такого протокола. Такие системы квантового распределения ключей позволяют получить общий ключ между двумя узлами сети, которые соединены через промежуточный недоверенный узел, который не требует защиты аппаратуры на нем, нарушитель видит всю работу аппаратуры, включая результаты работы фотодетекторов. В работе приведен анализ MDI протокола, показаны физические причины стойкости протокола, которые основаны на таких фундаментальных свойствах, как интерференция фотонов из разных источников, моногамия запутанности, неортогональность состояний. Приведен простой и явный вывод, показывающий эквивалентность MDI и BB84 протоколов и физические причины совпадения выражений для длины финального ключа.

References

  1. H.-K. Lo, M. Curty, and B. Qi, Phys. Rev. Lett. 108, 130503 (2012); Supplemental Material at http://link.aps.org/supplemental/10.1103/PhysRevLett.108.130503.
  2. C. H. Bennett and G. Brassard, Quantum cryptography: Public key distribution and coin tossing, in Proc. IEEE Int. Conf, on Comp., Sys. and Signal Process., Bangalore, India (1984), p. 175.
  3. D. Mayers, J. ACM, 48, 351 (2001).
  4. H.-K. Lo and H. F. Chau, Science 283, 2050 (1999).
  5. P. Shor and J. Preskill, Phys. Rev. Lett. 85, 441 (2000).
  6. R. Renner, arXiv/quant-ph:0512258 (2005).
  7. M. Tomamichel, Ch. C. W. Lim, N. Gisin, and R. Renner, Nature Commun. 3, 1 (2012).
  8. С. Н. Молотков, А. В. Тимофеев, Письма в ЖЭТФ 85, 632 (2007).
  9. S. N. Molotkov, Laser Phys. Lett. 16, 075203 (2019).
  10. C. K. Hong, Z. Y. Ou, and L. Mandel, Phys. Rev. Lett. 59, 2044 (1987).
  11. M. Koashi and A. Winter, Phys. Rev. A 69, 022309 (2004).
  12. C. H. Bennett, Phys. Rev. Lett. 68, 3121 (1992).
  13. Д. Д. Сукачев, Успехи физических наук 191(10), 1077 (2021), раздел 6.2 Доверенные узлы.
  14. И. М. Арбеков, С. Н. Молотков, Математические вопросы крипографии 14(3), 9 (2023).
  15. С. Н. Молотков, Письма в ЖЭТФ 117, 470 (2023).
  16. Q. Zhang, F. Xu, Y.-A. Chen, C.-Zh. Peng, and J. Pan, Opt. Express 26, 24260 (2018).
  17. https://www.youtube.com/watch?v=0WAuDcYhKbo
  18. С. П. Кулик, С. Н. Молотков, Письма в ЖЭТФ 118, 62 (2023).
  19. D. Deutsch, Phys. Rev. Lett. 50, 631 (1983).
  20. H. Maassen and J. B. M. Uffink, Phys. Rev. Lett. 60, 1103 (1988).
  21. M. Tomamichel and R. Renner, Phys. Rev. Lett. 106, 110506 (2011).
  22. M. Tomamichel, A Framework for Non-Asymptotic Quantum Information Theory, PhD thesis, ETH Zürich (2012); arXiv/quant-ph:1203.2142.
  23. P. J. Coles, M. Berta, M. Tomamichel, and S. Wehner, Rev. Mod. Phys. 89, 015002-1 (20017).
  24. С.Н. Молотков, ЖЭТФ 160, 327 (2021).
  25. K. Kraus, States, Effects and Operations: Fundamental Notions of Quantum Theory, Springer Verlag, Berlin (1983).
  26. А. С. Холево, Квантовые системы, каналы, информация, МЦНМО, М. (2010).
  27. S.N. Molotkov, Laser Phys. Lett. 18, 045202 (2021).
  28. К. А. Балыгин, С. П. Кулик, С. Н. Молотков, Письма в ЖЭТФ 116, 128 (2022).
  29. D. Bouwmeester, J-W. Pan, K.Mattle, M. Eible, H. Weinfurter, and A. Zeilinger, Nature (London) 390, 575 (1997).
  30. Y.-H. Kim, S. P. Kulik, and Y. Shih, Phys. Rev. Lett. 86, 1370 (2001).

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2024 Российская академия наук

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».