論文の概要: Boosting device-independent cryptography with tripartite nonlocality
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2209.12828v1
- Date: Mon, 26 Sep 2022 16:35:03 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-01-25 03:04:33.037941
- Title: Boosting device-independent cryptography with tripartite nonlocality
- Title（参考訳）: トリパーティイト非局所性を用いたデバイス非依存暗号の高速化
- Authors: Federico Grasselli, Gl\'aucia Murta, Hermann Kampermann, Dagmar
Bru{\ss}
- Abstract要約: デバイス非依存(DI)プロトコルは、2つ以上のパーティがベルの不等式をテストすると、非局所的な相関を観測することで、プライベートランダム性を証明する。
本稿では,DICKAプロトコルとDIREプロトコルを多部間ベルの不等式テストに基づいて検討する。
DICKAとDIREプロトコルは,三部構成のベルの不等式を用いた場合,二部構成のプロトコルよりも優れることを示す。
- 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: Device-independent (DI) protocols, such as DI conference key agreement
(DICKA) and DI randomness expansion (DIRE), certify private randomness by
observing nonlocal correlations when two or more parties test a Bell
inequality. While most DI protocols are restricted to bipartite Bell tests,
harnessing multipartite nonlocal correlations may lead to better performance.
Here, we consider tripartite DICKA and DIRE protocols based on testing
multipartite Bell inequalities, specifically: the
Mermin-Ardehali-Belinskii-Klyshko (MABK) inequality, and the Holz and the
Parity-CHSH inequalities introduced in the context of DICKA protocols. We
evaluate the asymptotic performance of the DICKA (DIRE) protocols in terms of
their conference key rate (net randomness generation rate), by deriving lower
bounds on the conditional von Neumann entropy of one party's outcome and two
parties' outcomes. For the Holz inequality, we prove a tight analytical lower
bound on the one-outcome entropy and conjecture a tight lower bound on the
two-outcome entropy. We additionally re-derive the analytical one-outcome
entropy bound for the MABK inequality with a much simpler method and obtain a
numerical lower bound on the two-outcome entropy for the Parity-CHSH
inequality. Our simulations show that DICKA and DIRE protocols employing
tripartite Bell inequalities can significantly outperform their bipartite
counterparts. Moreover, we establish that genuine multipartite entanglement is
not a precondition for multipartite DIRE while its necessity for DICKA remains
an open question.
- Abstract（参考訳）: DI会議鍵契約(DICKA)やDIランダムネス拡張(DIRE)のようなデバイス非依存(DI)プロトコルは、2つ以上のパーティがベルの不等式をテストすると、非局所的相関を観察することによってプライベートランダム性を検証する。
ほとんどのdiプロトコルは2部ベルテストに制限されているが、複数部非局所相関を利用するとパフォーマンスが向上する可能性がある。
本稿では,マルチパーティライトベルの不等式,特にMermin-Ardehali-Belinskii-Klyshkoの不等式,HolzとParity-CHSHの不等式をテストしたDICKAとDIREプロトコルについて考察する。
ディッカプロトコル(dire)の漸近的性能を会議鍵率(ネット乱数生成率)を用いて評価し、一方の当事者の結果の条件付きフォン・ノイマンエントロピーと2つの当事者の成果を導出することで評価した。
ホルツの不等式に対しては、一元エントロピー上の強固な解析的下界を証明し、二元エントロピー上の強固な下界を予想する。
さらに,mabk不等式に対する解析的一元エントロピーをより簡単な方法で再導出し,パリティ・chsh不等式に対する二元エントロピーの数値下界を得る。
シミュレーションの結果,DICKAとDIREプロトコルの3部構成のベル不等式は両部構成よりも優れていた。
さらに,DICKAの必要性は疑問視されているものの,真の多部絡み合いは多部DIREの前提条件ではないことが確認された。
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