論文の概要: Measurement-Device-Independenization of Quantum Key Distribution Protocols

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2110.01979v9
• Date: Sun, 2 Jul 2023 23:28:20 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-07-04 16:38:17.847930
• Title: Measurement-Device-Independenization of Quantum Key Distribution Protocols
• Title（参考訳）: 量子鍵分配プロトコルの測定・デバイス・インデペンデント化
• Authors: Hao Shu
• Abstract要約: 量子鍵分配(QKD)により、正統なパートナーは、物理法則にのみ依存する秘密鍵を確立することができる。 近年,測定デバイスに依存しないQKD(MDI-QKD)という,安全でない測定装置を用いたQKDの研究が増加している。
• 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: Quantum key distribution(QKD) allows the legitimate partner to establish a secret key whose security only depends on physical laws. In recent years, research on QKD by employing insecure measurement devices, namely measurement-device-independent QKD (MDI-QKD) is increased. MDI-QKD removes all attacks on measurement devices and thus an untrusted third party can be employed for measuring. However, a weakness of previous MDI-QKD protocols is the need for joint measurements such as Bell measurements whose efficiency is low in practice. On the other hand, can all QKD protocols become measurement-device-independent remains a problem. In this paper, we present a scheme making prepare-measure QKD protocols become MDI-QKD protocols, called $'measurement-device-independenization'$, which does not need to employ joint measurements and could be efficiently implemented by weak coherence sources. The protocol might look like the detector-device-independent(DDI) protocols but it is also secure under the Trojan horse attack. To illustrate this, we investigate the photon-number-adding(PNA) attack and present a scheme, called $'photon-number-purification'$, which can also be employed to close loopholes for previous protocols such as DDI and plug-and-play ones.
• Abstract（参考訳）: 量子鍵分布(qkd)により、正当なパートナーは物理的法則のみに依存する秘密鍵を確立することができる。 近年、安全でない測定装置、すなわち計測デバイスに依存しないQKD(MDI-QKD)を用いたQKDの研究が増加している。 MDI-QKDは測定装置に対する全ての攻撃を取り除き、信頼できない第三者を計測に使用することができる。 しかし、従来のMDI-QKDプロトコルの弱点は、ベル測定のような実際の効率が低い共同測定の必要性である。 一方、すべてのqkdプロトコルが測定デバイス非依存になるのは問題である。 本稿では,共同測定を必要とせず,弱いコヒーレンス源によって効率的に実装できる$'measurement-device-independenization'$と呼ばれる,準備測定qkdプロトコルをmdi-qkdプロトコルとする方式を提案する。 このプロトコルはディテクターデバイス非依存(ddi)プロトコルに似ているが、トロイの木馬攻撃でも安全である。 これを説明するために、光子数加算(pna)攻撃を調査し、ddi や plug-and-play など以前のプロトコルの抜け穴を閉じるために使用できる $'photon-number-purification'$ と呼ばれるスキームを提案する。

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