物理学习者 · 笔记作者目前就读于中国科学技术大学

邓嘉驹Deng Jiaju

量子信息理论:量子密码、量子纠缠

01

关于

About

2025 年本科毕业于中国科学技术大学(USTC)物理学专业原子与分子物理方向;目前在 USTC 光学与光学工程系量子科学与技术专业攻读博士学位,主要研究量子通信与量子纠缠相关的理论。

本科与研究生期间担任过三年助教,也参与过两年「朋辈助学」帮扶计划的志愿工作。在研究和助教期间积累了一些学习与调研的笔记,放在这里供交流分享——请勿用于商业用途。

除了这些笔记,我还在维护一个论文速递站点「量子信息速递」:它按 APS、Nature、Science、Optica 四大系列的目标期刊以及 PNAS 检索量子信息与量子技术领域的新发表工作,筛选掉不相干的方向后按期刊汇总成卡片,包含英文标题、作者、卷页与中文摘要,并且可通过提供的 DOI 访问原文,每天 08:00 自动更新。中文标题与摘要译文由模型生成,速度优先、难免疏漏,欢迎指出。

02

资料

Notes & Monographs
《纠缠理论的数学基础》封面 在线阅读

纠缠理论的数学基础

Mathematical Fundamental for Entanglement

一本自编讲义:从集合与映射出发,经高等线性代数、凸几何、测度论,走到 C*-代数与 Schatten 范数。全书 14 章、3 个附录,895 条定义、定理与证明,378 个编号公式;网页版按章排好,公式与定理都能直接跳转。

14章
3附录
148页
895定理与定义
378编号公式

后续还可以在这里添加别的讲义、课程笔记或综述;现在只有这一本。

03

研究

Research

方向Directions

量子密码

Quantum Cryptography

从安全性证明到实际系统的非理想因素:光源、探测端与信道的不对称会怎样影响协议的性能。

  • 量子密钥分发(QKD)
  • 量子随机数发生器(QRNG)

量子纠缠

Quantum Entanglement

纠缠作为一种资源,怎么被认证、被量化,又怎么在通信协议内被利用。

  • 纠缠认证
  • 基于纠缠的通信协议

工具Toolkit

理论工具

Theoretical Toolkit

从公理出发把概念搭起来的那一类:选择公理保证每个向量空间都有基,定义了内积才谈得上它诱导的范数与拓扑。它们决定「能定义什么、定义得对不对」。

  • 算子理论
  • 凸几何
  • 测度与积分
  • C*-代数

应用工具

Applied Toolkit

可以直接拿来算、拿来估的定量结论:熵被不确定性约束到什么程度,又怎么沿着一整条协议累积下去。往后还会收进矩阵分析(如弱主序)、凸优化与常见集中不等式。

  • 熵不确定关系
  • (推广)熵累积定理 EAT
  • 概率估计因子 PEF
  • sandwiched Rényi 熵

论文Publications

密钥率随 Alice 与 Bob 之间距离的变化:W-W、S-S 与 W-S 三种光源组合
密钥率随距离的变化,W-W / S-S / W-S 分别对应两端都用弱相干脉冲、都用 SPDC、以及一端一种。

Physical Review Applied 24, 044045 (2025)

非对称光源的测量设备无关量子密钥分发

Measurement-Device-Independent Quantum Key Distribution with Asymmetric Sources

作者邓嘉驹 · 卢奉宇(共同一作)

单位中国科学技术大学 中国科学院量子信息重点实验室(第一单位)

测量设备无关量子密钥分发(MDI-QKD)把测量端的一切攻击从安全假设里拿掉,是构建端到端量子网络最有希望的方案之一。但真实系统里两端的光源很难做得一样:单模与多模、弱相干脉冲与自发参量下转换(SPDC)光源常常混着用。我们给出了两个 MDI 用户在不同模式、不同光源下性能的解析理论,并以 WCP 与 SPDC 的组合为例计算密钥率——结果显示不对称并没有让性能掉下来,全距离范围内都维持在可用水平。

目前只有这一篇是第一作者工作;后续的论文会接在下面。

04

联系

Contact

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