Quantum encryption in phase space with displacement operators
Notice bibliographique
Résumé
Abstract In photonic computing, the quantum systems consist of coherent states and squeezed coherent states. Common quantum gates found in these systems are: phase shift, displacement, and squeezing gates. These gates are all unitary and reversible. Outside of quantum systems, coherent states also plays a significant role in coherent optical communications with speeds of hundreds of gigabits per second. Secure optical communications is generally implemented at the data layer with classical symmetric encryption such as Advanced Standard Encryption or AES. This inevitably allows any wiretapping to capture the transmitted data either in the plaintext mode or in the encrypted ciphertext mode in the optical infrastructure. The recent and rapid developments in Quantum computing further lift up the need for quantum secure communications in the optical infrastructure. This paper proposes a novel quantum encryption in the coherent optical domain utilizing a displacement operator and implementing with IQ-MZM optical modules, called Quantum Encryption in Phase Space or QEPS. The communication peers share a secret used to seed cryptographic pseudo random number generators to produce a synchronized random number at both the transmitter and receiver. The synchronized random numbers are used to establish displacement operators to encrypt the coherent states at the transmission and decrypt the cipher coherent states at the receiver. Therefore, malicious parties tapping along the fibre line would not extract the message in transit from optical domain due to a high Bit Error Rate or BER. The optimal displacement operator is split into a standard 16-QAM and a random phase shift operator to enhance the transmission security. We analysis the transmission security with the wiretap channel model for semantic security. We have simulated the QEPS encryption and decryption for two data modulation schemes: QPSK and 16-QAM over 80 km for transmission speeds of 56 Gbps for QPSK and 112 Gbps for 16-QAM.
Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.
Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,002 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,004 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».