論文の概要: Experimental quantum key distribution certified by Bell's theorem
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2109.14600v2
- Date: Tue, 5 Sep 2023 21:19:00 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-09-07 20:39:11.175067
- Title: Experimental quantum key distribution certified by Bell's theorem
- Title（参考訳）: ベルの定理で証明された実験的量子鍵分布
- Authors: D. P. Nadlinger, P. Drmota, B. C. Nichol, G. Araneda, D. Main, R.
Srinivas, D. M. Lucas, C. J. Ballance, K. Ivanov, E. Y-Z. Tan, P. Sekatski,
R. L. Urbanke, R. Renner, N. Sangouard, and J-D. Bancal
- Abstract要約: 暗号鍵交換プロトコルは、伝統的に、盗聴攻撃に対するセキュリティを提供するために、計算予想に依存しています。
量子鍵分布プロトコルは、そのような攻撃に対して情報理論のセキュリティを提供する。
しかし、量子プロトコルは、関連する物理デバイスの実装欠陥を悪用する新たなタイプの攻撃の対象となっている。
ここでは、これらの脆弱性に免疫する完全量子鍵分布プロトコルの実験的実現について述べる。
- 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: Cryptographic key exchange protocols traditionally rely on computational
conjectures such as the hardness of prime factorisation to provide security
against eavesdropping attacks. Remarkably, quantum key distribution protocols
like the one proposed by Bennett and Brassard provide information-theoretic
security against such attacks, a much stronger form of security unreachable by
classical means. However, quantum protocols realised so far are subject to a
new class of attacks exploiting implementation defects in the physical devices
involved, as demonstrated in numerous ingenious experiments. Following the
pioneering work of Ekert proposing the use of entanglement to bound an
adversary's information from Bell's theorem, we present here the experimental
realisation of a complete quantum key distribution protocol immune to these
vulnerabilities. We achieve this by combining theoretical developments on
finite-statistics analysis, error correction, and privacy amplification, with
an event-ready scheme enabling the rapid generation of high-fidelity
entanglement between two trapped-ion qubits connected by an optical fibre link.
The secrecy of our key is guaranteed device-independently: it is based on the
validity of quantum theory, and certified by measurement statistics observed
during the experiment. Our result shows that provably secure cryptography with
real-world devices is possible, and paves the way for further quantum
information applications based on the device-independence principle.
- Abstract（参考訳）: 暗号鍵交換プロトコルは伝統的に、盗聴攻撃に対するセキュリティを提供するために素因数分解の難しさのような計算上の予想に依存している。
驚くべきことに、bennett氏やbrasard氏によって提案されたような量子鍵配布プロトコルは、このような攻撃に対する情報理論的なセキュリティを提供します。
しかし、これまでに認識された量子プロトコルは、多くの巧妙な実験で示されているように、関連する物理デバイスの実装欠陥を悪用する新しい種類の攻撃の対象となる。
ベルの定理から敵の情報を束縛するために絡み合いを使うことを提唱するエケルトの先駆的な研究に続いて、これらの脆弱性に免疫する完全量子鍵分布プロトコルの実験的実現を提示する。
本研究では, 有限統計解析, 誤り訂正, プライバシー増幅に関する理論的展開と, 光ファイバーリンクで接続された2つの捕捉イオン量子ビット間の高忠実性絡み合いの高速発生を可能にするイベント対応スキームを組み合わせた。
量子理論の妥当性に基づいており、実験中に観測された測定統計によって認証されている。
この結果から,実世界のデバイスを用いたセキュアな暗号化が可能であり,デバイス独立原理に基づくさらなる量子情報応用の道を開いた。
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