論文の概要: Quantum Direct Steganography Scheme Based on Modified Generator Projection Directions of Steane Code over a Single-Type Pauli Channel

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2501.07578v1
• Date: Tue, 14 Jan 2025 14:10:15 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-01-15 13:29:01.273711
• Title: Quantum Direct Steganography Scheme Based on Modified Generator Projection Directions of Steane Code over a Single-Type Pauli Channel
• Title（参考訳）: 単型パウリチャネル上のステレオ符号の修正ジェネレータ投影方向に基づく量子ダイレクトステガノグラフィー方式
• Authors: Chaolong Hao, Quangong Ma, Dan Qu, Dawei Shi,
• Abstract要約: 量子安定化器符号におけるジェネレータ投影方向(MGPD)の修正手法を提案する。 単一型パウリチャネルを横断する直接量子ステガノグラフィーのための新しいスキームを開発した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.084781257151421
• License:
• Abstract: In quantum mechanics, measurements of a quantum state in various directions yield distinct outcomes, a principle that forms the foundation of quantum communication theory. This paper expands upon this concept by introducing a method to modify generator projection directions (MGPD) within quantum stabilizer codes. Employing the Steane code ($(7,1,3)$ code), as a fundamental carrier, we develop a novel scheme for direct quantum steganography across a single-type Pauli channel. The infeasibility of eavesdropping decoding under MGPD is proven. We detail the steganographic encoding and decoding schemes, corresponding quantum circuits, and eavesdropping detection principles. We also use a 'Sudoku'-style strategy to balance steganographic error probabilities and provide the complete steganography protocol. Relative to existing studies, the MGPD method achieves embedding rates approaching and attaining the upper limit of the information capacity for the $(n,k,d)=(7,1,3)$ code within a noise probability range of approximately $1/(n+1)=12.5\%$. It also reduces the consumption of auxiliary keys from $O(\log{(N)})$ to $O(1)$, while enabling eavesdropping detection and steganography of arbitrary quantum states. We investigate its potential applications in quantum communication and assess its benefits in the context of secret information transmission and eavesdropping detection in noisy channels. Although the MGPD method incorporates certain idealized assumptions and limitations, it provides novel perspectives on the concealment of quantum information.
• Abstract（参考訳）: 量子力学において、様々な方向の量子状態の測定は異なる結果をもたらす。 本稿では、この概念を量子安定化器符号内のジェネレータ投影方向(MGPD)を変更する手法を導入して拡張する。 本研究では,Steane符号(7,1,3)$符号)を基本キャリアとして,単一型パウリチャネルにまたがる直接量子ステガノグラフィーのための新しいスキームを開発した。 MGPD下でのeavesdroppingデコードの有効性が証明された。 ステガノグラフィー符号化と復号化方式、対応する量子回路、および盗聴検出原理について詳述する。 我々はまた,ステガノグラフィーの誤り確率のバランスと,完全なステガノグラフィープロトコルを提供するために,「ソドク」スタイルの戦略も用いている。 既存の研究とは対照的に、MGPD法は、約1/(n+1)=12.5\%$のノイズ確率範囲内の$(n,k,d)=(7,1,3)$の情報容量の上限に接近して到達する埋め込み速度を達成する。 また、補助鍵を$O(\log{(N)})$から$O(1)$に減らし、任意の量子状態の盗聴検出とステガノグラフィーを可能にする。 我々は、量子通信におけるその可能性について検討し、ノイズチャネルにおける秘密情報伝達と盗聴検出の文脈におけるその利点を評価する。 MGPD法は特定の理想化された仮定と制限を含むが、量子情報の隠蔽に関する新しい視点を提供する。

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