論文の概要: Orthogonal-state-based Measurement Device Independent Quantum Communication
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2409.20438v1
- Date: Mon, 30 Sep 2024 15:57:17 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-10-02 06:50:32.285464
- Title: Orthogonal-state-based Measurement Device Independent Quantum Communication
- Title（参考訳）: 直交状態に基づく独立量子通信デバイス
- Authors: Chitra Shukla, Abhishek Shukla, Symeon Chatzinotas, Milos Nesladek,
- Abstract要約: 本稿では,単一ベース,すなわちベルベースをeavesdropping検出のためのデコイキュービットとして用いた,測定デバイスに依存しない量子セキュア直接通信と量子対話の新しいプロトコルを提案する。
本プロトコルは,測定装置にリンクするセキュリティの抜け穴を閉じると同時に,安全なダイレクトメッセージ送信のための距離を効果的に倍にするため,基本的なリソースを活用している。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 32.244698777387995
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: We attempt to propose the first orthogonal-state-based protocols of measurement-device-independent quantum secure direct communication and quantum dialogue employing single basis, i.e., Bell basis as decoy qubits for eavesdropping detection. Orthogonal-state-based protocols are inherently distinct from conventional conjugate-coding protocols, offering unconditional security derived from the duality and monogamy of entanglement. Notably, these orthogonal-state-based protocols demonstrate improved performance over conjugate-coding based protocols under certain noisy environments, highlighting the significance of selecting the best basis choice of decoy qubits for secure quantum communication under collective noise. Furthermore, we rigorously analyze the security of the proposed protocols against various eavesdropping strategies, including intercept-and-resend attack, entangle-and-measure attack, information leakage attack, flip attack, and disturbance or modification attack. Our findings also show that, with appropriate modifications, the proposed orthogonal-state-based measurement-device-independent quantum secure direct communication protocol can be transformed into orthogonal-state-based measurement-device-independent versions of quantum key distribution protocols, expanding their applicability. Our protocols leverage fundamentally distinct resources to close the security loopholes linked to measurement devices, while also effectively doubling the distance for secure direct message transmission compared to traditional quantum communication methods.
- Abstract（参考訳）: 本稿では,計測デバイスに依存しない量子セキュアな直接通信と,単一ベースを用いた量子対話,すなわち盗聴検出のためのデコイキュービットとしてベルベースを用いた最初の直交状態ベースのプロトコルを提案する。
直交状態ベースのプロトコルは、本来は従来の共役符号化プロトコルとは異なるものであり、絡み合いの双対性と一夫一婦制に由来する無条件のセキュリティを提供する。
特に、これらの直交状態ベースのプロトコルは、特定のノイズ環境下で共役符号ベースのプロトコルよりも優れた性能を示し、集団雑音下でのセキュアな量子通信のために、デコイキュービットの最良の基底選択を選択することの重要性を強調している。
さらに,情報漏洩攻撃,フリップ攻撃,外乱や修正攻撃など,様々な盗難防止策に対して提案手法のセキュリティを厳格に分析する。
また, 適切な修正により, 提案した直交状態に基づく計測デバイス非依存型量子セキュア通信プロトコルを, 直交状態に基づく計測デバイス非依存型の量子鍵分布プロトコルに変換し, 適用性を高めた。
提案プロトコルは,従来の量子通信方式と比較して,安全なダイレクトメッセージ送信のための距離を2倍にし,測定装置に関連付けられたセキュリティの抜け穴を塞ぐために,根本的に異なるリソースを活用する。
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