Cryptographic key exchange protocols traditionally rely on computational conjectures such as the hardness of prime factorisation to provide security against eavesdropping attacks. Remarkably, quantum key distribution protocols like the one proposed by Bennett and Brassard provide information-theoretic security against such attacks, a much stronger form of security unreachable by classical means. However, quantum protocols realised so far are subject to a new class of attacks exploiting implementation defects in the physical devices involved, as demonstrated in numerous ingenious experiments. Following the pioneering work of Ekert proposing the use of entanglement to bound an adversary's information from Bell's theorem, we present here the experimental realisation of a complete quantum key distribution protocol immune to these vulnerabilities. We achieve this by combining theoretical developments on finite-statistics analysis, error correction, and privacy amplification, with an event-ready scheme enabling the rapid generation of high-fidelity entanglement between two trapped-ion qubits connected by an optical fibre link. The secrecy of our key is guaranteed device-independently: it is based on the validity of quantum theory, and certified by measurement statistics observed during the experiment. Our result shows that provably secure cryptography with real-world devices is possible, and paves the way for further quantum information applications based on the device-independence principle.


翻译:加密关键交换协议传统上依赖于计算假设,例如,主要因素的硬度,以提供防范窃听攻击的安全。值得注意的是,像Bennett和Brassard提议的那样量子关键分配协议,提供了针对这类攻击的信息理论安全,这是一种更强大的安全形式,通过古典手段是无法达到的。然而,迄今为止实现的量子协议受到一种新的攻击,利用了所涉物理装置的实施缺陷,正如许多巧妙实验所显示的那样。Ekert提出使用纠缠于从Bell的理论中捆绑对手信息的创新工作之后,我们在这里介绍了一个实验性实现完整量子关键分配协议,避免了这些脆弱性。我们通过将关于定时统计分析、错误纠正和隐私扩增的理论发展结合起来,同时采用一个备受事件准备的计划,能够迅速产生两个与光纤链接连接的闭合点之间的高度不共性纠缠。我们钥匙的保密性是依靠设备保证的保密性:它是实验性地实现一个完整的量基理论,也是基于我们所观察到的直径测量的方法,这是我们所观察到的直径测量的直径的测量结果。

0
下载
关闭预览

相关内容

《计算机信息》杂志发表高质量的论文,扩大了运筹学和计算的范围,寻求有关理论、方法、实验、系统和应用方面的原创研究论文、新颖的调查和教程论文,以及描述新的和有用的软件工具的论文。官网链接:https://pubsonline.informs.org/journal/ijoc
【ACM Multimedia2021-tutorial】可信赖多媒体分析
专知会员服务
17+阅读 · 2021年10月20日
【经典书】算法博弈论,775页pdf,Algorithmic Game Theory
专知会员服务
149+阅读 · 2021年5月9日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
174+阅读 · 2019年10月11日
[综述]深度学习下的场景文本检测与识别
专知会员服务
77+阅读 · 2019年10月10日
Yoshua Bengio,使算法知道“为什么”
专知会员服务
7+阅读 · 2019年10月10日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
已删除
将门创投
3+阅读 · 2018年8月21日
强化学习族谱
CreateAMind
26+阅读 · 2017年8月2日
Arxiv
0+阅读 · 2021年11月22日
Arxiv
0+阅读 · 2021年11月20日
Generalized Out-of-Distribution Detection: A Survey
Arxiv
15+阅读 · 2021年10月21日
Arxiv
4+阅读 · 2019年1月14日
VIP会员
相关资讯
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
已删除
将门创投
3+阅读 · 2018年8月21日
强化学习族谱
CreateAMind
26+阅读 · 2017年8月2日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员