基于广义等距张量的压缩多光子纠缠态量子密钥分发

摘要：

等距张量(即张量ω满足ω?ω=I)为实现张量网络态(tensor network states,TNSs)中确定纠缠态的压缩提供了一种新颖而强大的数学构造算法.结合等距张量,本文发现在量子密钥分发(quantum key distribution,QKD)中可能采取完全不同的密钥生成方法,即在不改变纠缠态结构和性质的情况下,将任意多光子纠缠态压缩成单光子态或者Bell态.在提出的QKD协议中,输入态由任意纠缠态组成,这些输入态首先被发送方Alice压缩成单光子态|0>或|1)或Bell态,使得提出的协议同时达到了多模存储和确定性传输的要求,且减少了需要传输和存储的量子比特数量,从而提高了 QKD协议的编码能力.然后再添加诱骗态在这些单光子态|0>和|1)中,再通过量子信道一起发送给接收方Bob,以制备密钥.最后,Alice和Bob利用筛选出来的压缩态|0>和|1>以及他们对应的等距张量的共轭转置来协商出共享密钥.本文提出的协议比一般协议中的单光子能编码更多的经典比特,显著提高了编码效率,减少了量子资源的使用.本文提出的QKD协议还保持了生成密钥的完美安全性.

关键词：纠缠压缩、广义等距张量、张量网络态、解压缩

所属期刊栏目：72

分类号：TP391.4;S;O431.2

在线出版日期：2023-09-26（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：1-9