論文の概要: Secure Key from Quantum Discord

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2304.05880v2
• Date: Wed, 26 Apr 2023 08:52:07 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-04-27 17:10:55.154625
• Title: Secure Key from Quantum Discord
• Title（参考訳）: 量子ディスクからのセキュアキー
• Authors: Rong Wang, Guan-Jie Fan-Yuan, Zhen-Qiang Yin, Shuang Wang, Hong-Wei Li, Yao Yao, Wei Chen, Guang-Can Guo, Zheng-Fu Han, Hoi-Kwong Lo
• Abstract要約: 特定の量子暗号プロトコルにおけるセキュリティの分析に不一致を利用する方法を示す。 提案手法は,量子チャネルによる基底ミスアライメントだけでなく,量子ビット源および量子ビット測定の不完全性に対して頑健である。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 22.805007819135177
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: The study of quantum information processing seeks to characterize the resources that enable quantum information processing to perform tasks that are unfeasible or inefficient for classical information processing. Quantum cryptography is one such task, and researchers have identified entanglement as a sufficient resource for secure key generation. However, quantum discord, another type of quantum correlation beyond entanglement, has been found to be necessary for guaranteeing secure communication due to its direct relation to information leakage. Despite this, it is a long-standing problem how to make use of discord to analyze security in a specific quantum cryptography protocol. Here, based on our proposed quantum discord witness recently, we successfully address this issue by considering a BB84-like quantum key distribution protocol and its equivalent entanglement-based version. Our method is robust against imperfections in qubit sources and qubit measurements as well as basis misalignment due to quantum channels, which results in a better key rate than standard BB84 protocol. Those advantages are experimentally demonstrated via photonic phase encoding systems, which shows the practicality of our results.
• Abstract（参考訳）: 量子情報処理の研究は、量子情報処理が従来の情報処理では不可能または非効率なタスクを実行できるようにするリソースを特徴付けようとしている。 量子暗号はそのような課題の一つであり、研究者は絡み合いをセキュアな鍵生成に十分なリソースとして認識している。 しかし、絡み合い以外の別の種類の量子相関である量子不協和は、情報漏洩に直接関係しているため、安全な通信を保証するために必要であることが判明した。 それにもかかわらず、特定の量子暗号プロトコルにおけるセキュリティを分析するためにディスコードをどのように利用するかは長年の問題である。 ここでは,最近提案する量子ディスコード証人に基づいて,bb84型量子鍵分散プロトコルと等価な絡み合いベースバージョンを考慮し,この問題への対処に成功した。 提案手法は, 標準のBB84プロトコルよりも高い鍵レートを実現するため, 量子チャネルによる基底ミスアライメントだけでなく, 量子ビット源および量子ビット測定の不完全性に対して頑健である。 これらの利点はフォトニック位相符号化システムを用いて実験的に実証され,本研究の実用性を示す。

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