論文の概要: Experimental Quantum Byzantine Agreement on a Three-User Quantum Network with Integrated Photonics
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2403.11441v2
- Date: Tue, 27 Aug 2024 14:52:38 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-08-28 19:39:16.707209
- Title: Experimental Quantum Byzantine Agreement on a Three-User Quantum Network with Integrated Photonics
- Title（参考訳）: 集積フォトニクスを用いた3ユーザ量子ネットワーク上での実験量子ビザンチン合意
- Authors: Xu Jing, Cheng Qian, Chen-Xun Weng, Bing-Hong Li, Zhe Chen, Chen-Quan Wang, Jie Tang, Xiao-Wen Gu, Yue-Chan Kong, Tang-Sheng Chen, Hua-Lei Yin, Dong Jiang, Bin Niu, Liang-Liang Lu,
- Abstract要約: 量子通信ネットワークをスケーラブルで費用効率のよい方法で構築することは、広く普及するのに不可欠である。
そこで我々は,ブラッグ反射導波路量子源を極性に統合した完全連結ネットワークを構築した。
プライベートアンプリフィケーションの必要性を回避した不完全な鍵を用いた、ソース非依存の量子デジタルシグネチャの最初の実験的実装を提供する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 13.10577231578478
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Quantum communication networks are crucial for both secure communication and cryptographic networked tasks. Building quantum communication networks in a scalable and cost-effective way is essential for their widespread adoption, among which a stable and miniaturized high-quality quantum light source is a key component. Here, we establish a complete polarization entanglement-based fully connected network, which features an ultrabright integrated Bragg reflection waveguide quantum source, managed by an untrusted service provider, and a streamlined polarization analysis module, which requires only one single-photon detector for each end user. We perform a continuously working quantum entanglement distribution and create correlated bit strings between users. Within the framework of one-time universal hashing, we provide the first experimental implementation of source-independent quantum digital signatures using imperfect keys circumventing the necessity for private amplification. More importantly, we further beat the 1/3 fault-tolerance bound in Byzantine agreement, achieving unconditional security without relying on sophisticated techniques. Our results offer an affordable and practical route for addressing consensus challenges within the emerging quantum network landscape.
- Abstract（参考訳）: 量子通信ネットワークは、セキュアな通信と暗号化されたネットワークタスクの両方に不可欠である。
量子通信ネットワークをスケーラブルで費用効率のよい方法で構築することは、その普及に不可欠であり、その中では、安定かつ小型化された高品質な量子光源が鍵となる。
ここでは、信頼できないサービスプロバイダが管理するブラッグ反射導波路量子源と、エンドユーザーには1つの単一光子検出器しか必要としない合理化偏光解析モジュールを備えた完全偏光絡み型完全接続ネットワークを確立する。
我々は、連続的に動作する量子絡み合い分布を実行し、ユーザ間で相関ビット列を作成する。
一時期の普遍的ハッシュの枠組みの中で、私的増幅の必要性を回避する不完全な鍵を用いて、ソース非依存の量子デジタルシグネチャを初めて実験的に実装する。
さらに重要なことは、ビザンチン協定における1/3のフォールトトレランスを破り、高度な技術に頼らずに無条件のセキュリティを達成したことです。
我々の結果は、新興量子ネットワークの状況におけるコンセンサス問題に対処するための、安価で実用的な方法を提供する。
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