論文の概要: An Evolutionary Pathway for the Quantum Internet Relying on Secure Classical Repeaters

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2202.03619v1
• Date: Tue, 8 Feb 2022 03:24:06 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-02-26 09:12:59.420362
• Title: An Evolutionary Pathway for the Quantum Internet Relying on Secure Classical Repeaters
• Title（参考訳）: セキュアな古典的リピータを用いた量子インターネットの進化的経路
• Authors: Gui-Lu Long, Dong Pan, Yu-Bo Sheng, Qikun Xue, Jianhua Lu, and Lajos Hanzo
• Abstract要約: 我々は、セキュアな古典的リピータと量子セキュアな直接通信原理を組み合わせた量子ネットワークを考案する。 これらのネットワークでは、量子耐性アルゴリズムから引き出された暗号文を、ノードに沿ってQSDCを用いて送信する。 我々は,セキュアな古典的リピータに基づくハイブリッド量子ネットワークの実証実験を行った。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 64.48099252278821
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Until quantum repeaters become mature, quantum networks remain restricted either to limited areas of directly connected nodes or to nodes connected to a common node. We circumvent this limitation by conceiving quantum networks using secure classical repeaters combined with the quantum secure direct communication (QSDC) principle, which is a compelling form of quantum communication that directly transmits information over quantum channel. The final component of this promising solution is our classical quantum-resistant algorithm. Explicitly, in these networks, the ciphertext gleaned from a quantum-resistant algorithm is transmitted using QSDC along the nodes, where it is read out and then transmitted to the next node. At the repeaters, the information is protected by our quantum-resistant algorithm, which is secure even in the face of a quantum computer. Hence, our solution offers secure end-to-end communication across the entire network, since it is capable of both eavesdropping detection and prevention in the emerging quantum internet. It is compatible with operational networks, and will enjoy the compelling services of the popular Internet, including authentication. Hence, it smoothens the transition from the classical Internet to the Quantum Internet (Qinternet) by following a gradual evolutionary upgrade. It will act as an alternative network in quantum computing networks in the future. We have presented the first experimental demonstration of a secure classical repeater based hybrid quantum network constructed by a serial concatenation of an optical fiber and free-space communication link. In conclusion, secure repeater networks may indeed be constructed using existing technology and continue to support a seamless evolutionary pathway to the future Qinternet of quantum computers.
• Abstract（参考訳）: 量子リピータが成熟するまでは、量子ネットワークは直接接続されたノードの限られた領域または共通のノードに接続されたノードに限られる。 我々は、量子チャネル上で情報を直接送信する魅力的な量子通信であるquantum secure direct communication(qsdc)の原則と組み合わせて、セキュアな古典的リピータを使用して量子ネットワークを想定することにより、この制限を回避する。 この有望な解の最後の構成要素は、古典的量子耐性アルゴリズムである。 これらのネットワークでは、量子耐性アルゴリズムから引き出された暗号文はQSDCを用いてノードに沿って送信され、読み出されて次のノードに送信される。 リピータでは、この情報は我々の量子耐性アルゴリズムによって保護され、量子コンピュータの顔でも安全である。 したがって、このソリューションは、新興の量子インターネットにおける盗聴検出と防止を両立できるため、ネットワーク全体にわたってセキュアなエンドツーエンド通信を提供する。 運用ネットワークと互換性があり、認証を含む一般的なインターネットの魅力的なサービスを楽しむことができる。 したがって、漸進的な進化のアップグレードに従って、古典的インターネットから量子インターネット(qinternet)への移行をスムーズにする。 将来的には量子コンピューティングネットワークの代替ネットワークとして機能する。 我々は,光ファイバーと自由空間通信リンクのシリアル結合によって構築された,セキュアな古典リピータに基づくハイブリッド量子ネットワークの実験実験を行った。 結論として、セキュアリピータネットワークは、既存の技術を使って構築され、将来の量子コンピュータのQinternetへのシームレスな進化経路をサポートし続けることができる。

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