یک رویکرد جدید محاسبه نرخ ارسال در سامانه های تبادل اطلاعات کوانتومی با استفاده از توزیع دوجمله ای

ارزیابی الگوریتم های تبادل بیت معمولا توسط شاخص بازدهی انجام می شود، و به نسبت تعداد بیت ارسالی که با موفقیت دریافت شده اند به کل تعداد بیت های ارسالی اطلاق می شود. هر چند در نظریه اطلاعات کوانتومی هم اغلب تکیه بر همین شاخص است، اما می توان بر مبنای آن، عامل ارزیابی دیگری را برای این حوزه از نظریه اطلاعات معرفی کرد که چشم اندازی از هزینه های الگوریتم را هم در بر دارد. این شاخص تعداد کیوبیت های ارسالی مورد نیاز برای دریافت یک دنباله بیتی مطلوب است. با کمک این شاخص جدید می توان اطلاعات دقیق تری درباره تعداد کیوبیت مورد نیاز برای ارسال، با توجه به طول خروجی مورد انتظار الگوریتم، به­دست آورد و هزینه های پیاده سازی الگوریتم را بهتر برآورد کرد. این در حالی است که شاخص بازدهی تنها برای مقایسه نظری الگوریتم ها قابل استفاده است. در این مقاله برای توضیح چگونگی محاسبه این شاخص، از ایده ای که در صنعت حمل و نقل برای فروش مازاد بلیط استفاده می شود بهره می بریم. در واقع ابتدا با  به­کار بردن روش فروش مازاد برای آزمایش دو شکاف یانگ، مفاهیم و نمادهای این دو مبحث را یکپارچه کرده و سپس نتایج محاسبات را ارائه داده ایم. در نهایت، با استفاده از همین رویکرد، تعداد کیوبیت های ارسالی مورد نیاز به­منظور تولید کلید با طول مطلوب را در پروتکل های توزیع کلید کوانتومی BB84‎ و Six-State ، برحسب نرخ خطا محاسبه می کنیم.

کلیدواژه ها:

نرخ ارسال ، روش فروش مازاد ، آزمایش دو شکاف یانگ ، توزیع کلید کوانتومی ، نرخ کلید