We consider a general and practical scenario of quantum key distribution (QKD) over an unknown, stationary, unital qubit channel. Furthermore, due to practical limitations, e.g., relative movement and rotation of communicating parties, a global shared reference frame cannot be established. This scenario can routinely appear in satellite QKD. We propose two methods to overcome the physical qubit noise and the lack of shared reference frame. The first proposed approach involves constructing the Pauli transfer matrix (PTM) description of the channel, which we achieve without requiring a shared reference frame, by absorbing the lack of shared reference frame in the channel definition. This is followed by the identification of singular vectors of PTM as the Bloch vectors for optimal signal states. In the optimized local bases, the resulting correlations are equivalent, up to outcome relabeling, to those of a Pauli channel, allowing us to show the optimality of the BB84 and six-state QKD protocols under these conditions. The second approach, called the sequential basis matching (SBM) involves sequentially identifying the channel-optimized local bases that enable QKD. We show that both of these approaches result in the same effective key exchange rate for QKD.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

【NeurIPS2022】序列(推荐)模型分布外泛化:因果视角与求解
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
论文浅尝 | 利用 RNN 和 CNN 构建基于 FreeBase 的问答系统
开放知识图谱
11+阅读 · 2018年4月25日
论文浅尝 | Question Answering over Freebase
开放知识图谱
19+阅读 · 2018年1月9日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
最新内容
现代电磁战:集成式系统簇时代如何实现频谱优势
综述|谁来改进机器人?迈向物理递归自我改进
专知会员服务
0+阅读 · 今天14:47
软件定义无人机蜂群给防空带来全新压力
专知会员服务
9+阅读 · 10月13日
《半自主无人地面战车的互操作性》66页
专知会员服务
9+阅读 · 10月13日
迈向更智慧的军事情报
专知会员服务
9+阅读 · 10月12日
《美国陆军2026年野战手册 2-0 情报》
专知会员服务
8+阅读 · 10月12日
《基于启发式算法求解武器-目标分配问题》
专知会员服务
9+阅读 · 10月12日
相关VIP内容
【NeurIPS2022】序列(推荐)模型分布外泛化:因果视角与求解
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员