論文の概要: Fully passive quantum secure direct communication

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2502.12652v1
• Date: Tue, 18 Feb 2025 08:59:12 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-02-19 14:06:41.606111
• Title: Fully passive quantum secure direct communication
• Title（参考訳）: 完全受動型量子セキュア直接通信
• Authors: Jia-Wei Ying, Qi Zhang, Shi-Pu Gu, Xing-Fu Wang, Lan Zhou, Yu-Bo Sheng,
• Abstract要約: 本稿では,完全受動型量子セキュアダイレクト通信プロトコルを提案する。 量子状態とデコイ状態の強度の両方を受動的に調節することにより、サイドチャネルリスクを効果的に排除できる。 本研究は,実践的なQSDCシステムのセキュリティ向上に大きく貢献する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 5.690882411788684
• License:
• Abstract: In practical quantum communication, imperfect devices may introduce side channels, creating opportunities for eavesdroppers. Especially on the source side, the side channels created by active modulation are vulnerable to trojan horse attacks. Utilizing passive sources presents an effective solution to this issue. This paper proposes a fully passive quantum secure direct communication (QSDC) protocol. By passively modulating both the quantum state and the intensity of the decoy state, we can effectively eliminate the side-channel risks associated with the source modulators, thereby enhancing the security of practical QSDC. We optimize the intensities of the fully passive QSDC protocol to identify the optimal pulse performance of different post-selection intervals under various channel attenuation conditions. The numerical simulation results indicate that the secrecy message capacity of fully passive QSDC can reach $1.34 * 10^{-3} $ ($3.10 * 10^{-4} $) bit/pulse at 5 (10) km, approximately $78.0\%$ ($75.7\%$) of that of actively modulated QSDC. In additional, we consider the resource consumption and detection efficiency, optimizing the size of the post-selection intervals to obtain the optimal secrecy message transmission rate corresponding to each channel attenuation. Its maximum communication range is about 17.75 km. At communication distances of 5 (10) km, the maximum secrecy message transmission rate of a source with a pulse frequency of $10^{6}$ Hz is 10.268 (1.351) bit/sec. Our work significantly contributes to enhancing the security of practical QSDC systems.
• Abstract（参考訳）: 実用的な量子通信では、不完全なデバイスはサイドチャネルを導入し、盗聴者の機会を生み出す。 特にソース側では、アクティブ変調によって生成されたサイドチャネルはトロイの木馬攻撃に対して脆弱である。 受動的ソースを使用すると、この問題に対する効果的な解決策が提示される。 本稿では,完全受動型量子セキュアダイレクト通信(QSDC)プロトコルを提案する。 量子状態とデコイ状態の強度の両方を受動的に変調することにより、ソース変調器に関連するサイドチャネルリスクを効果的に排除し、実用的なQSDCの安全性を高めることができる。 本研究では,完全受動QSDCプロトコルの強度を最適化し,チャネル減衰条件の異なる選択区間の最適パルス性能を同定する。 数値シミュレーションの結果、完全受動QSDCの秘密メッセージ容量は、アクティブに変調されたQSDCの約7.0 %$(75.7 %$)の1.34 * 10^{-3}$(3.10 * 10^{-4}$)ビット/パルスに到達できることが示された。 さらに,資源消費と検出効率を考慮し,選択後間隔のサイズを最適化し,各チャネル減衰に対応する最適機密メッセージ送信率を求める。 最大通信距離は約17.75kmである。 通信距離5 (10) kmでは、パルス周波数10^{6}$ Hzのソースの最大秘密メッセージ送信レートは10.268 (1.351)bit/secである。 本研究は,実践的なQSDCシステムのセキュリティ向上に大きく貢献する。

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