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World File Search System离散变量
基于蒙特卡洛树搜索的变分量子电路混合优化
变分量子算法是近期和未来容错量子设备模拟的前沿。虽然大多数变分量子算法只涉及连续优化变量，但有时可以通过添加某些离散优化变量来显著增强变分假设的表示能力，广义量子近似优化算法 (QAOA) 就是一个例子。然而，广义 QAOA 中的混合离散-连续优化问题对优化提出了挑战。我们提出了一种称为 MCTS-QAOA 的新算法，它将蒙特卡洛树搜索方法与改进的自然策略梯度求解器相结合，分别优化量子电路中的离散变量和连续变量。我们发现 MCTS-QAOA 具有出色的抗噪特性，并且在广义 QAOA 的具有挑战性的实例中优于先前的算法。
基于局部本振混合线性放大器的连续变量量子密钥分发
量子密钥分发 (QKD) 在存在潜在窃听者的情况下，为可信通信双方 (Alice 和 Bob) 提供了一种由量子力学保证的密钥共享方法 [1–3]。目前，有两种密钥分发方法：离散变量 (DV) QKD [4,5] 和连续变量 (CV) QKD [6–9]。其中，CVQKD 有两个主要优点。一方面，它避免了单光子计数的缺点。另一方面，它确保了标准光通信器件的兼容 [10,11]。CVQKD 的无条件安全性已经在信息论中在渐近情况 [12,13] 和有限尺寸范围内 [14–16] 得到证实，以抵御一般的集体窃听攻击。用于相干检测的强本振（LO）作为CVQKD系统的重要组成部分，可作为滤波器有效抑制噪声，但实际CVQKD系统的不完善之处导致存在潜在漏洞，危及通信系统的安全。由于Eve通过操纵LO进行截取-重发攻击，因此几乎所有的攻击都与LO有关[17-21]。例如，基于本地本振（LLO）的CVQKD系统通过将LO直接发送到接收端来防止LO相关攻击[22-25]。目前CVQKD的传输距离与离散变量系统相比有限，不适合长距离分布。在检测过程中，备受瞩目的无噪声线性放大器（NLA）是一种很好的工具，可以在保持较低起始噪声水平的同时增强相干态的幅度[26-29]。近年来，该装置的实用性已得到证实，为理论提供了令人信服的证据[30–35]。此外，在Bob的正交测量中，与实际探测器相关的缺陷导致了密钥速率限制[36]。为了弥补这一弱点，光放大器补偿技术提供了一种可行的解决方案，在特定情况下也可以提高传输距离[37–39]。本文提出了一种基于LLO的CVQKD方案，通过在检测端放置HLA，它由基于预测测量（MB）的NLA和基于NLA的NLA组成
连续变量量子密钥分发的可组合安全性：有线和无线网络中的信任级别和实际密钥率
连续变量 (CV) 量子密钥分发 (QKD) 为安全量子通信提供了强大的环境，这要归功于使用室温现成的光学设备并且有可能达到比标准离散变量对应物高得多的速率。在本文中，我们提供了一个通用框架，用于研究在各方经历的损失和噪声的不同信任级别下，使用高斯调制相干态协议的 CV-QKD 的可组合有限尺寸安全性。我们的论文考虑了有线（即基于光纤）和无线（即自由空间）量子通信。在后一种情况下，我们表明在具有固定和移动设备的安全量子网络中，短距离光学无线 (LiFi) 可以实现高密钥速率。最后，我们将研究扩展到微波无线 (WiFi)，讨论 CV-QKD 在极短距离应用中的安全性和可行性。
202.81 公里光纤上的长距离连续变量量子密钥分发
量子密钥分发可以提供能够抵御量子计算机破译的安全密钥。连续变量版本的量子密钥分发具有在大都市地区密钥速率更高以及可以使用可在室温下工作的标准电信元件的优势。然而，这些系统的传输距离（与离散变量系统相比）目前有限，并且被认为不适合长距离分发。在此，我们报告了通过适当控制过剩噪声和采用高效协调程序在 202.81 公里超低损耗光纤上进行长距离连续变量量子密钥分发的实验结果。这种破纪录的连续变量量子密钥分发的实现使之前的距离记录翻了一番，并指明了使用室温标准电信元件进行长距离和大规模安全量子密钥分发的道路。
通过混合量子开关实现非线性测量精度增强
量子计量学通过使用适当定制的量子态和检测策略，有望实现超越经典极限的测量精度。然而，由于难以生成高质量的大规模探测器，扩大这一优势在实验上具有挑战性。在这里，我们构建了一个光子装置，通过以相干控制顺序执行的操作来操纵探测器的动态，从而实现增强的精度缩放。我们的装置以相干控制顺序应用未知的旋转和已知的轨道角动量增加，以一种方式重现涉及由离散变量和连续变量生成的门的混合量子开关。当光子经历 2 mθ 的旋转和 2 l ℏ 的角动量偏移时，未知的旋转角 θ 的测量精度为 1 / 4 ml。实际增强因子高达 2317，当使用 7 . 16 × 10 7 时，我们实验中的最终精度为 0 . 0105 ′′
混合量子密钥分配网络
摘要 量子密钥分发 (QKD) 目前正朝着可扩展且安全的 QKD 网络发展，该网络在网络用户之间建立密钥。连续变量 (CV) 和离散变量 (DV) QKD 系统目前正在并行开发，并且都用于 QKD 网络。我们在此提出了一种混合 QKD 网络，其中 CV QKD 系统用于构建城域 QKD 网络，DV QKD 系统用于连接城域 QKD 网络。混合 QKD 网络利用 CV QKD 系统的高密钥速率和 DV QKD 系统的长距离。我们还提出了一种可行的混合测量设备独立 (MDI) QKD 网络，它结合了 CV 和 DV MDI QKD 系统。所提出的混合 QKD 网络满足了现实 QKD 网络的低成本和紧凑要求，并通过结合 CV 和 DV QKD 系统的优势为未来的实际 QKD 网络提供了可行的解决方案。
混合量子密钥分配网络
摘要 量子密钥分发 (QKD) 目前正朝着可扩展且安全的 QKD 网络发展，该网络在网络用户之间建立密钥。连续变量 (CV) 和离散变量 (DV) QKD 系统目前正在并行开发，并且都用于 QKD 网络。我们在此提出了一种混合 QKD 网络，其中 CV QKD 系统用于构建城域 QKD 网络，DV QKD 系统用于连接城域 QKD 网络。混合 QKD 网络利用 CV QKD 系统的高密钥速率和 DV QKD 系统的长距离。我们还提出了一种可行的混合测量设备独立 (MDI) QKD 网络，它结合了 CV 和 DV MDI QKD 系统。所提出的混合 QKD 网络满足了现实 QKD 网络的低成本和紧凑要求，并通过结合 CV 和 DV QKD 系统的优势为未来的实际 QKD 网络提供了可行的解决方案。
使用六方氮化硼中的量子发射器进行量子密钥分配
量子密钥分发 (QKD) 被认为是各种潜在量子技术中最直接、最广泛实施的应用。QKD 通过使用光子作为信息载体，实现远距离用户之间共享密钥。目前正在进行的努力是以稳健、紧凑的方式在实践中实现这些协议，以便在各种现实场景中有效部署。固态材料中的单光子源 (SPS) 是这方面的主要候选者。本文展示了一种室温、离散变量量子密钥分发系统，该系统使用六方氮化硼中的明亮单光子源在自由空间中运行。采用易于互换的光子源系统，生成长度为一百万位的密钥和大约 70000 位的密钥，量子比特错误率为 6%，𝜺 安全性为 10-10。这项研究展示了利用 hBN 缺陷实现的第一个概念验证有限密钥 BB84 QKD 系统。
可交付成果 5.1 量子安全机制
首字母缩略词 解释 ANSSI 法国国家信息系统安全局 API 应用程序编程接口 BS 基站 BSI 德国联邦信息技术安全局 COW 相干单向 CV 连续变量 DD 数据检测器 DPR 分布式相位参考 DPS 差分相移 DV 离散变量 ECC 椭圆曲线密码术 ETSI 欧洲电信标准协会 FIPS 联邦信息处理标准 GUI 图形用户界面 KEM 密钥封装机制 KME 密钥管理实体 KMS 密钥管理系统 LMS Leighton-Micali 基于哈希的签名 MD 监控检测器 NIST 法国国家标准与技术研究所 PFX 个人信息交换 PKCS 公钥密码标准 PNS 光子数分裂 PQC 后量子密码术 QBER 量子比特误码率 QKD 量子密钥分发 QMS 量子管理系统 RSA Rivest-Shamir-Adleman SAE 安全应用实体 UE 用户设备 WDM 波分复用