基于引导型混合线性放大器的连续变量量子密钥分发性能提升

《Symmetry》：Performance Improvement of Continuous-Variable Quantum Secret Sharing via Heralded Hybrid Linear Amplifier

　　

摘要

连续变量量子密钥共享技术能够在多个参与者之间分配密钥，但需要他们通力合作才能重新构建密钥。在串行多方链路中，由于光损耗、额外噪声以及接收器噪声会随着参与者数量的增加而累积，该技术的性能会迅速下降。我们研究了一种由基于测量的无噪声线性放大与可信赖的确定性预放大组成的发端侧信号引导型混合线性放大器，用以减轻接收器噪声带来的负面影响。所处理的数据可用等效高斯信道来描述，并通过渐近逆协调密钥率模型来评估其在面对集体高斯攻击时的性能。我们明确将参数估计和伊芙·霍莱沃信息与成功的信号引导条件相联系，还将信号引导概率的高斯输入估计纳入每脉冲传输的速率计算中，同时采用单一校准后的输出正交分量重缩放方法，并提供了并行异频和同频计算结果。同频模拟在互信息与霍莱沃界限中始终考虑了检测器噪声，同时还遵循了高斯等价NLA可行性约束。在每个参与者面临的额外噪声方差为 瞬态噪声单位的情况下，经过约束的同频优化后，对于5个、50个和100个参与者而言，最大报告距离分别约为108公里、42公里和公里，且报告比特率为比特/脉冲。可组合的有限尺寸安全性、有限截断的非高斯修正以及主动内部验证机制则留待未来研究。