Подслушивающие действия в условиях затухания: безошибочное различение состояний, разделение по количеству фотонов

Рассматриваются атака с разделением числа фотонов (photon number splitting, PNS) и атака с безошибочным различением состояний (unambiguous state discrimination, USD).
PNS – атака: источник фотонов выдает состояния, число фотонов в которых описывается распределением Пуассона. Канал считаем каналом с затуханием и предполагаем, что у Евы есть дублирующий почти идеальный канал; Боб измеряет лишь число пришедших фотонов. При атаке Ева отделяет в среднем какую-то долю числа фотонов, зависящую от числа фотонов в пучке, которое она измеряет, не разрушая. Тогда у Евы, при выполнении некоторого неравенства на суммы вероятностей получить определенное число входящих и выходящих из канала фотонов, имеется стратегия полной симуляции статистики пришедших фотонов. Таким образом, никакая статистика, измеренная Бобом, не позволит ему обнаружить Еву.
USD – атака: данная атака также предполагает линию с потерями, но здесь Еве достаточно классического канала и возможности запускать состояния в канал вблизи приемника Боба. В статье [3] можно найти описание безошибочного различения и вычисления минимальной по посылаемым состояниям вероятности различить состояния для случаев когерентных и смеси фоковских состояний. Причем различение с асимптотикой, совпадающей с асимптотикой, полученной теоретически, несложно реализовать. По стратегии Ева пытается различить состояние и, в случае успеха, усиливает сигнал для большей вероятности его измерения Бобом и использования в дальнейшем; а в случае неудачи – гасит сигнал. Если Боб для поиска Евы измеряет статистику одновременных кликов двух детекторов, что происходит при несовпадении базиса пришедшего сигнала с базисом Боба, он ограничивает возможность Евы каждый раз при успешном различении посылать бесконечно усиленный сигнал. Рассматриваются различные области параметров, в которых Ева может добиться статистики, наблюдаемой в ее отсутствие. В качестве параметров взяты среднее число фотонов, эффективность детекторов и линии передачи.
Литература:
[1] Dušek, M., Haderka, O., Hendrych, M.; Generalized beam-splitting attack in quantum cryptography with dim coherent states.; Optics communications, 169(1-6), 103-108 (1999)
[2] Lütkenhaus, N., Jahma, M.; Quantum key distribution with realistic states: photon-number statistics in the photon-number splitting attack.; New Journal of Physics, 4(1), 44 (2002)
[3] Miloslav Dušek, Mika Jahma, and Norbert Lutkenhaus; Unambiguous state discrimination in quantum cryptography with weak coherent states.