論文の概要: Towards practical and error-robust quantum position verification
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2106.12911v2
- Date: Wed, 10 Aug 2022 07:43:45 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-25 16:21:14.622389
- Title: Towards practical and error-robust quantum position verification
- Title（参考訳）: 量子位置検証の実用化に向けて
- Authors: Rene Allerstorfer, Harry Buhrman, Florian Speelman and Philip Verduyn
Lunel
- Abstract要約: 入力の損失は量子位置検証(QPV)プロトコルのセキュリティに有害である。
SWAPテストに基づく完全損失耐性プロトコルQPV$_textsfSWAP$を提案する。
我々は、無拘束攻撃者が量子通信を許されたとしても、このプロトコルは安全であることを示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Loss of inputs can be detrimental to the security of quantum position
verification (QPV) protocols, as it may allow attackers to not answer on all
played rounds, but only on those they perform well on. In this work, we study
\textit{loss-tolerant} QPV protocols. We propose a new fully loss-tolerant
protocol QPV$_{\textsf{SWAP}}$, based on the SWAP test, with several desirable
properties. The task of the protocol, which could be implemented using only a
single beam splitter and two detectors, is to estimate the overlap between two
input states. By formulating possible attacks as a semi-definite program (SDP),
we prove full loss tolerance against unentangled attackers restricted to local
operations and classical communication, and show that the attack probability
decays exponentially under parallel repetition of rounds. We show that the
protocol remains secure even if unentangled attackers are allowed to quantum
communicate, making our protocol the first fully loss-tolerant protocol with
this property. A detailed analysis under experimental conditions is conducted,
showing that QPV$_{\textsf{SWAP}}$ remains fairly robust against equipment
errors. We identify a necessary condition for security with errors and simulate
one instance of our protocol with currently realistic experimental parameters,
gathering that an attack success probability of $\leq10^{-6}$ can be achieved
by collecting just a few hundred conclusive protocol rounds.
- Abstract（参考訳）: 入力の喪失は、量子位置検証(QPV)プロトコルのセキュリティを損なう可能性がある。
本研究では,textit{loss-tolerant} QPVプロトコルについて検討する。
我々は、スワップテストに基づいて、いくつかの望ましい特性を持つ新しい完全損失耐性プロトコルqpv$_{\textsf{swap}}$を提案する。
1つのビームスプリッタと2つの検出器だけで実装できるプロトコルのタスクは、2つの入力状態間の重なりを推定することである。
半定値プログラム (sdp) として可能な攻撃を定式化することにより, 局所的操作や古典的通信に限定された非絡み合った攻撃者に対する完全な損失耐性を証明し, ラウンドの並列反復により攻撃確率が指数関数的に減少することを示す。
攻撃者が量子通信を許可されてもプロトコルは安全であり、この特性を持つ最初の完全損失耐性プロトコルであることを示す。
実験条件下での詳細な解析を行い、QPV$_{\textsf{SWAP}}$が機器エラーに対してかなり堅牢であることを示した。
我々は、エラーによるセキュリティに必要な条件を特定し、現在現実的な実験パラメータでプロトコルの1つのインスタンスをシミュレートし、攻撃成功確率$\leq10^{-6}$が数百の決定的なプロトコルラウンドを集めることで達成可能であることを確認した。
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