論文の概要: Entanglement-based quantum digital signatures over deployed campus network

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2310.19457v2
• Date: Mon, 22 Jan 2024 15:14:06 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-01-23 20:13:56.310532
• Title: Entanglement-based quantum digital signatures over deployed campus network
• Title（参考訳）: キャンパスネットワーク上のエンタングルメントに基づく量子デジタル署名
• Authors: Joseph C. Chapman, Muneer Alshowkan, Bing Qi, Nicholas A. Peters
• Abstract要約: 量子デジタル署名プロトコルの大きな利点は、情報理論のセキュリティを持つことができることである。 我々のキャンパスネットワーク上で、絡み合いに基づく量子デジタルシグネチャを実装するハードウェアを実演し、特徴付けする。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.6617348612068856
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: The quantum digital signature protocol offers a replacement for most aspects of public-key digital signatures ubiquitous in today's digital world. A major advantage of a quantum-digital-signatures protocol is that it can have information-theoretic security, whereas public-key cryptography cannot. Here we demonstrate and characterize hardware to implement entanglement-based quantum digital signatures over our campus network. Over 25 hours, we collect measurements on our campus network, where we measure sufficiently low quantum bit error rates (<5% in most cases) which in principle enable quantum digital signatures at over 50 km as shown through rigorous simulation accompanied by a noise model developed specifically for our implementation. These results show quantum digital signatures can be successfully employed over deployed fiber. Moreover, our reported method provides great flexibility in the number of users, but with reduced entanglement rate per user. Finally, while the current implementation of our entanglement-based approach has a low signature rate, feasible upgrades would significantly increase the signature rate.
• Abstract（参考訳）: 量子デジタル署名プロトコルは、今日のデジタル世界において、公開鍵デジタル署名のほとんどの側面を置き換えるものである。 量子デジタル署名プロトコルの大きな利点は、公開鍵暗号ではできないのに対して、情報理論のセキュリティを持つことができることである。 ここでは,ハードウェアの実証と特徴付けを行い,キャンパスネットワーク上での絡み合いに基づく量子デジタル署名の実装を行う。 25時間以上、我々はキャンパスネットワークで測定を行い、量子ビット誤り率を十分に低く(ほとんどの場合)測定し、原理的には50km以上の量子デジタルシグネチャを、我々の実装のために開発されたノイズモデルに付随して厳密なシミュレーションによって実現している。 これらの結果は、量子デジタル署名をデプロイされたファイバ上でうまく利用することができることを示している。 さらに,本報告手法はユーザ数に対して高い柔軟性を提供するが,ユーザ毎の絡み合い率を低下させる。 最後に、エンタングルメントベースアプローチの現在の実装はシグネチャレートが低いが、実現可能なアップグレードはシグネチャレートを大幅に増加させるだろう。

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