論文の概要: Multipartite quantum cryptography based on the violation of Svetlichny's inequality

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2302.11771v1
• Date: Thu, 23 Feb 2023 04:23:43 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-02-24 16:30:50.175913
• Title: Multipartite quantum cryptography based on the violation of Svetlichny's inequality
• Title（参考訳）: Svetlichnyの不等式違反に基づく多部量子暗号
• Authors: Yang Xiang
• Abstract要約: 本稿では、3つの分離されたオブザーバが鍵の集合を安全に共有できる量子鍵分布方式を提案する。 Svetlichnyの不等式違反は盗聴検査に有効であることが証明された。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 12.717839871971517
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Multipartite cryptography is useful for some particular missions. In this paper, we present a quantum key distribution scheme in which three separated observers can securely share a set of keys by using a sequence of $3$-particle GHZ states. We prove that the violation of Svetlichny's inequality can be utilized to test for eavesdropping, and even when the eavesdropper can completely control the outcomes of two participants' measurements, our scheme still ensures the security of the keys distribution. This scheme can be easily extended to the case of $N$-party keys distribution, and the violation of $N$-partite Svetlichny's inequality guarantees the security of the generalized scheme. Since the GHZ state has maximum entanglement, its perfect monogamy guarantee the device-independent security of our protocol. However quantum entanglement is a vulnerable resource which is often decayed during transmission, so we need here to derive the secret-key rate of our protocol under the condition of using quantum states with non-maximal entanglement. We then calculate the extractable secret-key rate of the three-party key distribution protocol for the Werner state in the device-independent scenario. We find that the value of the extractable secret-key rate monotonously approaches $1$ as the value of the visibility of the Werner state increases, and it reaches its maximum value $1$ when the Werner state becomes the GHZ state.
• Abstract（参考訳）: 多部暗号は特定の任務に有用である。 本稿では、3つの分離されたオブザーバが3ドル粒子GHZ状態のシーケンスを用いてキーの集合を安全に共有できる量子鍵分布方式を提案する。 svetlichnyの不等式を破って盗聴を検証できることを証明し、盗聴者が2人の被験者の計測結果を完全に制御できたとしても、このスキームはキー分布の安全性を保証する。 このスキームは、n$-party keyディストリビューションの場合にも簡単に拡張でき、$n$-partite svetlichnyの不等式違反により、一般化スキームの安全性が保証される。 GHZ状態は最大の絡み合いを持つため、その完全な独占は、我々のプロトコルのデバイス非依存のセキュリティを保証する。 しかし、量子絡み合いは伝送中にしばしば減衰する脆弱な資源であるため、極小の絡み合いを持つ量子状態を用いる条件下でプロトコルの秘密鍵レートを導出する必要がある。 次に、デバイス非依存のシナリオにおいて、Werner状態に対する3つの鍵分配プロトコルの抽出可能な秘密鍵レートを算出する。 抽出可能な秘密鍵レートの値は、werner状態の可視性値が増加するにつれて単調に1ドル近くなり、werner状態がghz状態になると最大値が1ドルに達する。

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