論文の概要: Impact of imperfect measurements on multi-party quantum key distribution
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2311.03888v1
- Date: Tue, 7 Nov 2023 11:05:38 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-11-08 16:02:35.176286
- Title: Impact of imperfect measurements on multi-party quantum key distribution
- Title（参考訳）: マルチパーティ量子鍵分布における不完全測定の影響
- Authors: Yang Xiang
- Abstract要約: 実世界のシナリオにおける測定の不完全性は、デバイス非依存の量子鍵分配プロトコルの性能を損なう可能性がある。
本研究では,マルチパーティDIQKDプロトコルのセキュリティと性能に及ぼす不完全な測定精度の影響を明らかにすることを目的とする。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 8.997750037826556
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: The imperfection of measurements in real-world scenarios can compromise the
performance of device-independent quantum key distribution (DIQKD) protocols.
In this paper, we focus on a specific DIQKD protocol that relies on the
violation of the Svetlichny's inequality (SI), considering an eavesdropper
utilizing the convex combination attack. Our analysis covers both the
three-party DIQKD case and the general $n$-party scenario. Our main result is
the relationship between the measurement accuracy and the extractable
secret-key rate in all multi-party scenarios. The result demonstrates that as
measurement accuracy improves, the extractable secret-key rate approaches $1$,
reaching its maximum value when the measurement accuracy is perfect. We reveal
that achieving positive extractable secret-key rates requires a threshold
measurement accuracy that is consistently higher than the critical measurement
accuracy necessary to violate the SI. We depict these thresholds for $n$-party
scenarios ranging from $n=3$ to $n=10$, demonstrating that as the number of
parties ($n$) increases, both thresholds exhibit a rapid and monotonic
convergence towards unity. Furthermore, we consider a scenario involving a
non-maximally entangled state with imperfect measurements, where the emission
of the initial GHZ state undergoes noise during transmission, resulting in a
Werner state. The study further quantifies and demonstrates the relationship
between the extractable secret-key rate, the visibility of the Werner state,
and the measurement accuracy, specifically emphasizing the three-party
scenario. This study aims to illuminate the influence of imperfect measurement
accuracy on the security and performance of multi-party DIQKD protocols. The
results emphasize the importance of high measurement accuracy in achieving
positive secret-key rates and maintaining the violation of the SI.
- Abstract（参考訳）: 実世界のシナリオにおける測定の不完全性は、デバイス非依存の量子鍵分布(DIQKD)プロトコルの性能を損なう可能性がある。
本稿では,Svetlichnyの不等式(SI)違反に依存する特定のDIQKDプロトコルに着目し,凸結合攻撃を利用した盗聴器について検討する。
分析では、DIQKDケースと一般的な$n$-partyシナリオの両方をカバーしている。
本研究の主な成果は,多人数シナリオにおける測定精度と抽出可能な秘密鍵率の関係である。
その結果、測定精度が向上すると、抽出可能な秘密鍵レートは1ドルに近づき、測定精度が完璧であれば最大値に達する。
正の抽出可能な秘密鍵レートを達成するには、SIに違反するために必要な臨界測定精度よりも一貫して高い閾値測定精度が必要である。
我々は、これらのしきい値が$n=3$から$n=10$のシナリオで表現され、パーティ数n$が増加するにつれて、どちらのしきい値も、ユニティに向けて急速に単調に収束することを示している。
さらに,非最大エンタングル状態と不完全な測定を伴い,初期GHZ状態の放射が伝達中にノイズを発生し,ワーナー状態となるシナリオを考察する。
さらに, 抽出可能な秘密鍵率, ヴェルナー状態の可視性, 測定精度との関係を定量化し, とくに3者シナリオを強調する。
本研究の目的は,マルチパーティdiqkdプロトコルのセキュリティと性能に対する不完全測定精度の影響を明らかにすることである。
その結果、正のシークレットキーレートを達成し、SIの違反を維持する上で、高い測定精度の重要性を強調した。
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