一个人可以执行的量子状态的最通用的转换是什么?一个人可能想知道这个问题应该是什么意思:我们已经知道一些汉密尔顿h产生的schr schr odinger进化。我们还知道测量假设在测量时会改变状态。那么,问题应该是什么意思?实际上,当我们想到统一操作时,我们已经遇到了上面遇到的这种变化。当然,可以将这种A-Posteriori解释为某些哈密顿量产生的,但这并不是重点。这里的问题是关于可以做什么,可能的统一状态转换。本章的目的是使这种心态完成,并询问量子力学中通常可以进行哪种状态转换。对这个问题有一种抽象的,数学上有意识的方法,引入了完全积极的概念。与此对比,人们可以想到将单一进化和测量的成分放在一起。幸运的是,这些图片被证明是等价的。无论哪种方式,这都是由量子通道的概念给出的。鉴于我们在这里考虑了最一般的转换,因此实际的通信渠道的内涵是完全准确的:我们会看到,可以很好地捕获自然通信渠道(例如,Fiffers等),可以很好地捕获量子通道。
传统的量子理论框架对空间和时间的处理方式截然不同,它通过量子通道表示时间相关性,通过多部分量子态表示空间相关性——这是经典概率论中不存在的不平衡现象。自从 Leifer 和 Spekkens [ Phys. Rev. A 88 , 052130 (2013) ] 在其开创性著作中呼吁对量子理论进行因果中性的表述以来,人们进行了许多尝试来纠正这种不对称,他们提出了一个量子系统随时间变化的动态描述,该系统被一个静态量子态所封装,但并没有就哪一个最合适达成明确的共识。在本文中,我们提出了一组可操作的量子态随时间变化的公理,以替代 Fullwood 和 Parzygnat [ Proc. R. Soc. A 478 , 20220104 (2022) ] 提出的公理,我们表明后者无法随时间诱导出唯一的量子态。我们提出的公理更适合描述任何超过两点的时空区域的量子态。通过这种重新表述,我们证明了 Fullwood-Parzygnat 状态随时间唯一地满足所有这些操作公理,统一了量子系统的二分时空相关性。
一个人可以执行的量子状态的最通用的转换是什么?一个人可能想知道这个问题应该是什么意思:我们已经知道一些汉密尔顿h产生的schr schr odinger进化。我们还知道测量假设在测量时会改变状态。那么,问题应该是什么意思?实际上,当我们想到统一操作时,我们已经遇到了上面遇到的这种变化。当然,可以将这种A-Posteriori解释为某些哈密顿量产生的,但这并不是重点。这里的问题是关于可以做什么,可能的统一状态转换。本章的目的是使这种心态完成,并询问量子力学中通常可以进行哪种状态转换。对这个问题有一种抽象的,数学上有意识的方法,引入了完全积极的概念。与此对比,人们可以想到将单一进化和测量的成分放在一起。幸运的是,这些图片被证明是等价的。无论哪种方式,这都是由量子通道的概念给出的。鉴于我们在这里考虑了最一般的转换,因此实际的通信渠道的内涵是完全准确的:我们会看到,可以很好地捕获自然通信渠道(例如,Fiffers等),可以很好地捕获量子通道。
量子信息理论是指使用量子力学的属性来执行进化处理和传播。它具有许多子字段,包括量子计算,量子算法,量子密钥分布,量子复杂性理论,量子传送和量子误差校正。它利用量子叠加和纠缠作为资源来定义经典力学无法实现的方法和算法。然而,本文表明,除了指数少的量子状态以外,所有量子均实际上都是白噪声。因此,将它们描述为“垃圾”不会不准确。从这些状态下,无法通过测量结果获得任何信息,并且由于保护不平等,没有通过量子通道进行处理可以增加其“信号含量”。本文中详细介绍的事实需要与现代量子信息理论进行核对。一个人如何处理几乎所有量子状态实际上都是白噪声,而在信息处理或传输方面没有价值的事实?唯一具有高信号含量的量子状态是经典的基础状态,例如| x⟩,对于x∈{0,1} ∗,并且在希尔伯特空间中与它们接近的状态。这就提出了一个问题:
[13]。Rabin原型OT的安全性是基于分解问题的。这些是相对强大的计算假设。然而,众所周知,遗忘转移可能不能基于较弱的假设:证明忽略的转移是安全的,假设仅在黑盒减少中的单向函数与证明p = np [24]一样困难。遗忘的转移与关键协议一起在一系列任务中落下,这些任务只知道如何使用至少使用陷阱门单向功能实施。但是,如果爱丽丝和鲍勃可以访问量子通道,则可以将遗忘的转移降低为较弱的原始词,称为位承诺[4,12],因此仅在量子计算机模型中仅保存一个单向函数。遗忘的转移也可以基于嘈杂的通道[15,14]。在本文中,我们描述了如何使用接收器鲍勃的内存大小来实现遗忘的传输。我们假设有大量随机数据的初始广播,在此期间,BOB可以免费使用无限制的概率函数。只要函数的输出大小有限并且不超过BOB的内存大小(存储空间),我们就可以证明OT协议是安全的。在爱丽丝上没有任何计算或内存限制。为了执行协议,双方都需要使用一定数量的内存。Let;成为0 <<<<的常数Let;成为0 <<<<
我们从单向函数构建量子键入加密。在我们的建筑中,公共钥匙是量子,但密文是经典的。在最近的一些作品中也提出了来自单向函数(或较弱的原始函数(例如伪和函数)状态)的量子公钥加密[Morimae-Yamakawa,Eprint:2022/1336; Coladangelo,Eprint:2023/282; Barooti-Grilo-Malavolta- Sattath-Vu-Walter,TCC 2023]。但是,它们有一个巨大的缺点:只有在量子公共钥匙可以传输到发件人(运行加密算法的人)而不会被对手篡改时,它们才是安全的,这似乎需要不令人满意的物理设置假设,例如安全量子通道。我们的构造摆脱了这样的缺点:即使我们仅假设未经身份验证的量子通道,它也保证了加密消息的保密。因此,加密是用对抗篡改的量子钥匙来完成的。我们的构建是第一个量子公共密钥加密,它实现了经典的公开加密的目标,即仅基于单向功能,建立对不安全渠道的安全沟通。此外,我们展示了一个通用编译器,以将对选择的明文攻击(CPA安全)升级到仅使用单向函数的选择Ciphertext攻击(CCA Security)的安全性。因此,我们仅基于单向功能获得CCA安全的量子公钥加密。
摘要 - 随着云计算的越来越多,确保云环境中的数据安全已成为商业组织的关键问题。量子密码学利用量子力学的原理来保证安全的通信,因为任何窃听的尝试都会改变量子状态,从而提醒当事方入侵。本文提出了用于云安全性的基于Ciphertext-Policy属性的多量量子密钥分布(QKD)Ciphertext-Policy属性(CP-ABE)。使用量子密码学用于安全云数据的建议的多量QKD模型涉及使用量子密钥分布协议来生成一个安全的加密和解密密钥。此协议涉及通过量子通道发送量子信号,以在发件人和接收方之间分配秘密密钥。然后使用CP-ABE技术将密钥用于对数据进行加密和解密。此技术允许基于属性而不是明确的密钥交换来对数据进行加密和解密,这使其特别适用于由多个访问级别级别的用户存储和处理数据的云环境。提出的仿真模型的积极结果表明,量子密码学在保护云数据中的潜力。索引术语 - 量子密码学,多Qubit量子密钥分布,云安全性,消费者安全性。
摘要 - 在过去的几十年中,从理论研究到实验证明,在量子信息技术中取得了重大进展。革命性的量子应用现在处于众人瞩目的焦点,展示了量子信息技术的优势,并成为学术界和行业的研究热点。为了使量子应用具有更深远的影响和更广泛的应用,通过量子通道的多个量子节点的互连变得至关重要。构建纠缠辅助的量子网络,能够在这些量子节点之间实现量子信息传输,这是主要目标。但是,纠缠辅助的量子网络受量子力学的独特定律(例如叠加原理,无粘合定理和量子纠缠)的独特定律,使它们与古典网络区分开。因此,建立纠缠辅助量子网络需要基本努力。虽然一些有见地的调查为纠缠辅助量子网络铺平了道路,但这些研究中的大多数都集中在启用技术和量子应用上,从而忽略了关键的网络问题。回应,本文介绍了纠缠辅助量子网络的全面调查。除了审查基本力学和启用技术之外,本文还提供了网络结构,工作原理和开发阶段的详细概述,突出了古典网络的差异。此外,还解决了建立广阔区域纠缠辅助量子网络的挑战。此外,本文强调了开放的研究方向,包括建筑设计,基于纠缠的网络问题和标准化,以促进实施未来的纠缠辅助量子网络。
摘要 —尽管量子计算发展迅速,但由于量子比特数和质量有限,当前系统在实际应用方面仍然受到限制。各种技术,如超导、离子阱和中性原子量子计算技术,正在向容错时代发展,但它们在可扩展性和控制方面都面临着一系列不同的挑战。最近的努力集中在多节点量子系统上,该系统连接多个较小的量子设备以执行更大的电路。未来的演示希望使用量子通道来耦合系统,然而目前的演示可以利用经典通信和电路切割技术。这涉及将大电路切割成较小的子电路,并在执行后重建它们。然而,随着量子比特和门数量的增加,现有的切割方法受到搜索时间过长的阻碍。此外,它们通常无法有效利用多节点系统中各种工作者配置的资源。为了应对这些挑战,我们引入了 FitCut,这是一种将量子电路转换为加权图的新方法,并利用基于社区的自下而上的方法根据资源约束(例如每个工作者的量子比特数)切割电路。FitCut 还包括一个调度算法,可优化工作者之间的资源利用率。FitCut 使用 Qiskit 实现并经过广泛评估,其性能明显优于 Qiskit 电路编织工具箱,将时间成本降低了 3 到 2000 倍,并将工作者端的资源利用率提高了 3.88 倍,实现了全系统 2.86 倍的改进。索引术语 — 电路切割、电路调度、分布式量子系统
图 2. 声子介导的量子态转移和过程层析成像。a 测量的 Q 1 激发态群体 PQ 1 e 与时间和 Q 1 裸频率的关系,耦合器 G 1 处于中间耦合 κ 1 / 2 π = 2.4 MHz(在 3.976 GHz 处测量),G 2 设置为零耦合。在这种配置中,Q 1 的能量弛豫主要由通过 UDT 1 的声子发射主导,其次是行进声子动力学。白色和红色虚线分别表示单向和双向工作频率(见正文);插图显示量子位激发和测量脉冲序列。b 通过行进声子在单向(左)和双向(右)工作频率下进行量子态转移。与单向传输相比,双向传输的 Q 2 的最终群体要小 4.5 倍,这与模拟结果一致。绿色实线来自主方程模拟。插图:脉冲序列。对于任一过程,Q 1 的发射率均设为 κ uni | bi c / 2 π = 10 | 6 MHz,对应于 81 | 138 ns 的半峰全宽 (FWHM) 声子波包。c 单向和双向区域的量子过程层析成像,过程保真度分别为 F uni = Tr ( χ exp · χ ideal ) = 82 ± 0 . 3 % 和 F bi = 39 ± 0 . 3 %。红色实线显示理想传输的预期值;黑色虚线显示主方程模拟,其中考虑了有限量子比特相干性和声子通道损耗。不确定性是相对于平均值的标准偏差。