論文の概要: Receiver-device-independent quantum secure direct communication
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2411.11299v1
- Date: Mon, 18 Nov 2024 05:50:03 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2024-11-19 14:32:41.484088
- Title: Receiver-device-independent quantum secure direct communication
- Title(参考訳): レシーバデバイス非依存の量子セキュアダイレクト通信
- Authors: Cheng Liu, Cheng Zhang, Shi-Pu Gu, Xing-Fu Wang, Lan Zhou, Yu-Bo Sheng,
- Abstract要約: デバイス非依存(DI)と測定デバイス非依存(MDI)の量子セキュアダイレクト通信プロトコルは、理論上QSDCの実用的セキュリティを高めることができる。
単一光子ベースの受信デバイス非依存(RDI)QSDCプロトコルを提案する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 7.955427412540799
- License:
- Abstract: Quantum secure direct communication (QSDC) enables the message sender to directly send secure messages to the receiver through the quantum channel without keys. Device-independent (DI) and measurement-device-independent (MDI) QSDC protocols can enhance QSDC's practical security in theory. DI QSDC requires extremely high global detection efficiency and has quite low secure communication distance. DI and MDI QSDC both require high-quality entanglement. Current entanglement sources prepare entangled photon pairs with low efficiency, largely reducing their practical communication efficiency. In the paper, we propose a single-photon-based receiver-device-independent (RDI) QSDC protocol. It only relies on the trusted single-photon source, which is nearly on-demand under current technology, and treats all the receiving devices in both communication parties as ``black-boxes''. The parties ensure the message security only from the observed statistics. We develop a numerical method to simulate its performance in practical noisy communication situation. RDI QSDC provides the same security level as MDI QSDC. Compared with DI and MDI QSDC, RDI QSDC has some advantages. First, it uses the single-photon source and single-photon measurement, which makes it obtain the practical communication efficiency about 3415 times of that in DI QSDC and easy to implement. The whole protocol is feasible with current technology. Second, it has higher photon loss robustness and noise tolerance than DI QSDC, which enables it to have a secure communication distance about 26 times of that in DI QSDC. Based on above features, the RDI QSDC protocol makes it possible to achieve highly-secure and high-efficient QSDC in the near future.
- Abstract(参考訳): 量子セキュアダイレクト通信(QSDC)により、メッセージ送信者は、キーを使わずに、セキュアなメッセージを受信機に直接送信することができる。
デバイス非依存(DI)および測定デバイス非依存(MDI)QSDCプロトコルは、理論上のQSDCの実用的セキュリティを高めることができる。
DI QSDCは、非常に高いグローバル検出効率と、非常に安全な通信距離を必要とする。
DIとMDI QSDCはどちらも高品質な絡み合いを必要とする。
現在の絡み合い源は、低効率で絡み合った光子対を作成し、その実用的な通信効率を大幅に低下させる。
本稿では,単一光子ベースの受信デバイス非依存(RDI)QSDCプロトコルを提案する。
現在の技術ではオンデマンドに近い信頼性の高い単一光子ソースのみに依存しており、両方の通信相手の受信デバイスを 'black-boxes'' として扱う。
当事者は、観測された統計からのみメッセージのセキュリティを保証します。
本研究では,現実的な雑音のある通信状況下での性能をシミュレートする数値計算法を開発した。
RDI QSDCはMDI QSDCと同じセキュリティレベルを提供する。
DIやMDI QSDCと比較すると、RDI QSDCにはいくつかの利点があります。
まず、単一光子源と単一光子測定を使い、DI QSDCの約3415倍の通信効率を得ることができ、実装が容易である。
プロトコル全体が現在の技術で実現可能である。
第二に、DI QSDCよりも光子損失の堅牢性と耐雑音性が高く、DI QSDCの約26倍の通信距離を確保できる。
上記の特徴に基づき、RDI QSDCプロトコルは、近い将来、高度にセキュアで高効率なQSDCを実現することができる。
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