論文の概要: Faithful and secure distributed quantum sensing under general-coherent attacks

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2505.02620v1
• Date: Mon, 05 May 2025 12:48:41 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-05-06 18:49:35.675615
• Title: Faithful and secure distributed quantum sensing under general-coherent attacks
• Title（参考訳）: 一般コヒーレント攻撃下における忠実でセキュアな分散量子センシング
• Authors: G. Bizzarri, M. Barbieri, M. Manrique, M. Parisi, F. Bruni, I. Gianani, M. Rosati,
• Abstract要約: 分散センシングのための単方向と二方向のプロトコルを理論的に導入し、理論的に解析し、実験的に実証する。 提案手法は,低雑音の場合にプロトコルを進行させ,理想的な推定手順に関する潜在的な改ざんを定量化する安全閾値機構を提案する。 我々は,このプロトコルをフォトニクスに基づく実装で実証し,推定バイアスの観点から,安全閾値の保証の可能性はかなりの価格で得られることを確認した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Quantum metrology and cryptography can be combined in a distributed and/or remote sensing setting, where distant end-users with limited quantum capabilities can employ quantum states, transmitted by a quantum-powerful provider via a quantum network, to perform quantum-enhanced parameter estimation in a private fashion. Previous works on the subject have been limited by restricted assumptions on the capabilities of a potential eavesdropper and the use of abort-based protocols that prevent a simple practical realization. Here we introduce, theoretically analyze, and experimentally demonstrate single- and two-way protocols for distributed sensing combining several unique and desirable features: (i) a safety-threshold mechanism that allows the protocol to proceed in low-noise cases and quantifying the potential tampering with respect to the ideal estimation procedure, effectively paving the way for wide-spread practical realizations; (ii) equivalence of entanglement-based and mutually-unbiased-bases-based formulations; (iii) robustness against collective attacks via a LOCC-de-Finetti theorem, for the first time to our knowledge. Finally, we demonstrate our protocols in a photonic-based implementation, observing that the possibility of guaranteeing a safety threshold may come at a significant price in terms of the estimation bias, potentially overestimating the effect of tampering in practical settings.
• Abstract（参考訳）: 量子メートル法と暗号は、量子能力に制限のある遠方のエンドユーザが量子ネットワークを介して量子パワープロバイダによって送信される量子状態を用いて、プライベートな方法で量子拡張パラメータ推定を行う分散および/またはリモートセンシング環境で組み合わせることができる。 この問題に関するこれまでの研究は、潜在的な盗聴者の能力に関する限定的な仮定と、単純な実践的実現を阻止するための中止ベースのプロトコルの使用によって制限されてきた。 ここでは、いくつかの特徴と望ましい特徴を組み合わせた分散センシングのための、単方向および二方向のプロトコルを理論的、理論的に導入し、実験的に示す。 一 プロトコルが低騒音の場合に進むことができ、かつ、理想的な推定方法に関する潜在的な改ざんを定量化し、広範に実践的な実現の道を開くことができる安全確保機構 二 絡み合いに基づく相互に偏りのない基数に基づく定式化の等価性 3) LOCC-de-Finetti定理による集団攻撃に対する堅牢性は,我々の知る限りでは初めてである。 最後に,本プロトコルをフォトニックベースの実装で実証し,評価バイアスの観点からは安全性閾値の保証の可能性が高く,実用環境での改ざん効果を過大評価する可能性があることを考察した。

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