論文の概要: Bell nonlocality is not sufficient for the security of standard device-independent quantum key distribution protocols

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2103.02639v2
• Date: Mon, 2 Aug 2021 17:33:58 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-04-09 07:54:13.964863
• Title: Bell nonlocality is not sufficient for the security of standard device-independent quantum key distribution protocols
• Title（参考訳）: ベル非局所性は、デバイス非依存量子鍵分散プロトコルのセキュリティに十分ではない
• Authors: M\'at\'e Farkas, Maria Balanz\'o-Juand\'o, Karol {\L}ukanowski, Jan Ko{\l}ody\'nski, Antonio Ac\'in
• Abstract要約: デバイス非依存の量子キー分散は、2人の誠実なユーザーが秘密鍵を確立することを可能にするセキュアな量子暗号パラダイムである。 局所射影測定によって得られた相関に実装した場合,この方式のプロトコルが秘密鍵の確立を許さないことを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.9573380763700712
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Device-independent quantum key distribution is a secure quantum cryptographic paradigm that allows two honest users to establish a secret key, while putting minimal trust in their devices. Most of the existing protocols have the following structure: first, a bipartite nonlocal quantum state is distributed between the honest users, who perform local measurements to establish nonlocal correlations. Then, they announce the implemented measurements and extract a secure key by post-processing their measurement outcomes. We show that no protocol of this form allows for establishing a secret key when implemented on any correlation obtained by measuring local projective measurements on certain entangled nonlocal states, namely on a range of entangled two-qubit Werner states. To prove this result, we introduce a technique for upper-bounding the asymptotic key rate of device-independent quantum key distribution protocols, based on a simple eavesdropping attack. Our results imply that either different reconciliation techniques are needed for device-independent quantum key distribution in the large-noise regime, or Bell nonlocality is not sufficient for this task.
• Abstract（参考訳）: デバイスに依存しない量子鍵分布はセキュアな量子暗号パラダイムであり、2人の正直なユーザーが秘密鍵を確立できるが、デバイスへの信頼は最小限である。 既存のプロトコルの多くは以下の構造を持つ: まず、二部分非局所量子状態は、非局所相関を確立するために局所的な測定を行う誠実なユーザ間で分散される。 そして、実施した測定結果を公表し、測定結果の処理後、安全な鍵を抽出する。 この方式のプロトコルでは,特定の非局所状態,すなわち絡み合った2ビットのワーナー状態の局所的射影測定によって得られた相関に基づいて,秘密鍵の確立を許さないことを示す。 この結果を証明するため、簡単な盗聴攻撃に基づくデバイス非依存の量子鍵分布プロトコルの漸近鍵レートの上限化手法を提案する。 以上の結果から,大雑音領域におけるデバイス非依存量子鍵分布には,異なる和解手法が必要か,ベル非局所性が不十分かが示唆された。

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