論文の概要: Entanglement-assisted authenticated BB84 protocol
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2407.03119v3
- Date: Fri, 02 May 2025 17:36:55 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-05-06 14:44:43.700828
- Title: Entanglement-assisted authenticated BB84 protocol
- Title（参考訳）: Entanglement-assisted aAuthhenated BB84 Protocol
- Authors: Pol Julià Farré, Vladlen Galetsky, Soham Ghosh, Janis Nötzel, Christian Deppe,
- Abstract要約: 最大絡み合った量子ビット対を用いた新しい量子鍵分布(QKD)プロトコルを提案する。
ノイズがなければ、BB84のQKDスキームを2つの仮定で確実に認証する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 11.78752485991754
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: In this work, we present a novel authenticated Quantum Key Distribution (QKD) protocol employing maximally entangled qubit pairs. In the absence of noise, we securely authenticate the well-known BB84 QKD scheme under two assumptions: first, adversaries cannot simultaneously access pre-shared and non-pre-shared secret classical information, and second, adversaries cannot simultaneously access pre-shared secret classical information and quantum memories held by legitimate parties. The main strength of this noiseless result is that access to all secretly pre-shared classical information is insufficient for breaching our scheme. Additionally, our protocol desirably allows for pre-shared secrecy reusage, leading to secret-key growing. In order to address noise, we simulate a photonic implementation of our scheme, together with a storage model that aims to replicate the performance of cavity-enhanced Atomic-Frequency Comb (AFC) memories. Two methods are used to distinguish authentic entities from forgery attempts: on the one hand, a statistical approach is used after calibration of its defining parameter $\mu$. Alternatively, a Deep Neural Network (DNN) is designed and trained to learn the underlying different structure of that input data coming from adversaries in comparison to that one coming from legitimate parties. Both methods achieve a correct classification rate larger than 0.80 for memory storage time of 150 $\mu \mathrm{s}$ and a 1 $\mathrm{km}$ distance between parties.
- Abstract（参考訳）: 本稿では,最大絡み合った量子ビット対を用いた新しい量子鍵分布(QKD)プロトコルを提案する。
ノイズがない場合、我々はよく知られたBB84 QKDスキームを2つの仮定で確実に認証する: まず、敵は事前に共有された秘密の古典情報と非共有された秘密の古典情報に同時にアクセスすることができず、次に、敵は、当事者が保持する秘密の古典情報と量子記憶に同時にアクセスできない。
このノイズのない結果の主な強みは、秘密に事前共有された古典情報へのアクセスが、我々のスキームを破るには不十分であることである。
さらに、当社のプロトコルは、事前に共有された秘密の再利用を可能にし、シークレットキーの成長につながります。
ノイズに対処するため,我々はキャビティ強化原子周波数コム(AFC)メモリの性能を再現することを目的とした記憶モデルとともに,本方式のフォトニック実装をシミュレートする。
2つの手法は、偽造試行とを区別するために用いられる:一方、決定パラメータ$\mu$の校正後に統計的アプローチが用いられる。
あるいは、Deep Neural Network(DNN)は、正統派のものと比較して、敵から来る入力データの基盤となる異なる構造を学ぶように設計され、訓練されている。
どちらの手法も、メモリストレージ時間150$\mu \mathrm{s}$とパーティ間距離1$\mathrm{km}$の正確な分類率を0.80以上達成している。
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