本课知识点(数学目标版)

1. 克隆定义与测量局限——能写出 C(|ψ⟩⊗|0⟩) = |ψ⟩⊗|ψ⟩,并演算"先测后制"对 (|0⟩+i|1⟩)/√2 的输出概率与保真度 1/2

2. 内积证明——能三行推出 ⟨ψ|φ⟩ = ⟨ψ|φ⟩²,解出 c ∈ {0,1},并代入 ⟨0|+⟩ = 1/√2 反例

3. CPTP 推广——能用 Stinespring 表示与保真度单调性证明克隆要求 |c| → |c|² 必然矛盾

4. 适用边界与放宽——能逐项验证 CNOT(正交基矢克隆、|+⟩|0⟩ → |Φ⁺⟩ 保真度 1/2),用 F_d = (2d+1)/(3d) 算出 5/6 与 7/9,陈述不可删除对偶与四重后果

5. 两条安全等级——能写出一次一密三条件 C = M⊕K ⇒ P(M|C) = P(M),说明 QKD 补的"密钥分发"缺口

6. BB84 协议流程——能在 8 轮基记录表上手算筛除:筛后密钥 0,0,0,1,0、保留率 5/8

7. 截获–重发分析——能推导 1/4 条件误码率与蒙混概率 (3/4)^m(m=100 → 约 3×10⁻¹³),并反用 4q 上界

8. 密钥率与工程——能用 r ≈ 1−2h₂(q) 代入 q = 5%、10%、11% 算密钥率,说明诱骗态/MDI 与 PQC 的分工

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