論文の概要: Everlasting Secure Key Agreement with performance beyond QKD in a
Quantum Computational Hybrid security model
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2004.10173v1
- Date: Tue, 21 Apr 2020 17:26:55 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-05-22 20:42:11.185814
- Title: Everlasting Secure Key Agreement with performance beyond QKD in a
Quantum Computational Hybrid security model
- Title（参考訳）: 量子計算ハイブリッドセキュリティモデルにおけるセキュアキーアグリーメントの継続とQKDを超えるパフォーマンス
- Authors: Nilesh Vyas, Romain Alleaume
- Abstract要約: textitQuantum Computational Hybrid (QCH)セキュリティモデルを導入する。
MUB-textitQuantum Computational Timelock (MUB-QCT) と呼ばれる明示的な$d$次元鍵分配プロトコルを提案する。
MUB-QCTは最大$O(sqrtd)$光子を含む入力状態でセキュアな鍵分布の持続を可能にする。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Extending the functionality and overcoming the performance limitation under
which QKD can operate requires either quantum repeaters or new security models.
Investigating the latter option, we introduce the \textit{Quantum Computational
Hybrid} (QCH) security model, where we assume that computationally secure
encryption may only be broken after time much longer than the coherence time of
available quantum memories. We propose an explicit $d$-dimensional key
distribution protocol, that we call MUB-\textit{Quantum Computational Timelock}
(MUB-QCT) where one bit is encoded on a qudit state chosen among $d+1$ mutually
unbiased bases (MUBs). Short-term-secure encryption is used to share the basis
information with legitimate users while keeping it unknown from Eve until after
her quantum memory decoheres. This allows reducing Eve's optimal attack to an
immediate measurement followed by post-measurement decoding. \par We
demonstrate that MUB-QCT enables everlasting secure key distribution with input
states containing up to $O(\sqrt{d})$ photons. This leads to a series of
important improvements when compared to QKD: on the functional side, the
ability to operate securely between one sender and many receivers, whose
implementation can moreover be untrusted; significant performance increase,
characterized by a $O(\sqrt{d})$ multiplication of key rates and an extension
by $25 {\rm} km \times \log(d)$ of the attainable distance over fiber.
Implementable with a large number of modes with current or near-term multimode
photonics technologies, the MUB-QCT construction has the potential to provide a
radical shift to the performance and practicality of quantum key distribution.
- Abstract（参考訳）: 機能を拡張し、QKDが動作可能なパフォーマンス制限を克服するには、量子リピータまたは新しいセキュリティモデルが必要になる。
後者の選択肢について検討し、利用可能な量子メモリのコヒーレンス時間よりもはるかに長い時間で、計算的にセキュアな暗号化が壊れる可能性があると仮定した、 \textit{Quantum Computational Hybrid} (QCH) セキュリティモデルを導入する。
我々は,MUB-\textit{Quantum Computational Timelock} (MUB-QCT) と呼ばれる,$d+1$の相互非バイアスベース (MUB) の中から選択されたqudit状態に1ビットを符号化する,明示的な$d$次元鍵分配プロトコルを提案する。
短期セキュア暗号化は、量子メモリのデコヒール後までEveから未知の情報を保持しながら、正統なユーザと基礎情報を共有するために使用される。
これにより、イヴの最適な攻撃を即時測定に減らし、次に測定後の復号化を行うことができる。
\par MUB-QCTは、最大$O(\sqrt{d})$光子を含む入力状態でセキュアな鍵分布を持続できることを示した。
これはQKDと比較して、一連の重要な改善をもたらしている: 機能面では、1つの送信者と多くの受信機の間で安全に動作でき、その実装は信頼できない; 重要なパフォーマンスは、キーレートの$O(\sqrt{d})$乗算と25 {\rm} km \times \log(d)$のファイバ上の到達可能な距離の$によって特徴づけられる。
MUB-QCT構造は、現在または短期の多モードフォトニクス技術を持つ多数のモードで実装可能であり、量子鍵分布の性能と実用性に根本的な変化をもたらす可能性がある。
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