有界信道不确定性下的稳健隐性量子通信

隐蔽量子通信通常是在理想化假设下进行分析的,即认为信道参数(如透射率和背景噪声)完全已知且恒定不变。然而在实际光链路(包括卫星、光纤和自由空间系统)中,这些参数会因环境波动、校准噪声和估计误差而发生变化。该工作研究了在透射率和热噪声均存在有界不确定性的复合量子光学信道上的隐蔽通信,并推导出适用于所有允许信道实现情况的保障性结论。 研究人员开发了一个鲁棒性框架,用于在参数不确定条件下同时确保隐蔽性和可靠性。核心发现表明:仅通过将最坏情况参数值代入已知信道边界无法实现鲁棒性——因为对隐蔽性和可靠性最不利的信道实现通常出现在不确定性集合的不同极端位置。这一现象在安全系统设计中形成了根本性权衡。 该团队推导出可可靠传输的最坏情况隐蔽量子比特数下限的闭合表达式,确定了超出该界限则保障载荷骤降至零的尖锐可行性边界,并量化了由不确定性导致的安全性能损失。通过QuTiP软件对四模玻色模型进行隐蔽性项验证,并将其与解析可靠性边界相结合,评估了鲁棒性载荷。研究结果将隐蔽量子通信从名义上的完全已知分析推进到了不确定性条件下的最坏情况可验证运行阶段。

作者单位: VIP可见
提交arXiv: 2026-04-13 00:40

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