安全密钥生成的量子协议的设计面临许多挑战:一方面,它们需要在实验实现方面具有实用性。另一方面,它们的理论描述必须足够简单,以便对所有可能的攻击进行安全证明。这两个要求通常相互冲突,差分相移 (DPS) QKD 协议体现了这些困难:它被设计为可利用当前的光通信技术实现,而对于该协议,其代价是许多标准安全证明技术不适用于它。在发明约 20 年后,这项工作首次提出了 DPS QKD 针对一般攻击(包括有限尺寸效应)的完整安全证明。该证明结合了量子信息论、量子光学和相对论技术。我们首先给出 QKD 协议的安全性证明,该协议的安全性源于相对论约束。然后我们表明 DPS QKD 的安全性可以归结为相对论协议的安全性。此外,我们还表明,对 DPS 协议的连贯攻击实际上比集体攻击更强。我们的研究结果对安全可靠的量子通信技术的发展具有广泛的意义,因为它们揭示了最先进的安全证明技术的适用范围。
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