論文の概要: Security of deterministic key distribution with higher-dimensional systems

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2505.17194v1
• Date: Thu, 22 May 2025 18:04:17 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-05-26 18:08:33.640151
• Title: Security of deterministic key distribution with higher-dimensional systems
• Title（参考訳）: 高次元システムによる決定論的鍵分布の安全性
• Authors: Ayan Patra, Abhishek Muhuri, Rivu Gupta, Tamoghna Das, Aditi Sen De,
• Abstract要約: 2005年にM. Lucamarini と S. Mancini によって設計された双方向量子鍵分配プロトコルのセキュリティ面を決定する。 我々は、盗聴者による個人攻撃と集団攻撃の両方に対して任意の有限次元システムを用いる。
• 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: We determine the security aspects of the two-way quantum key distribution protocol designed by M. Lucamarini and S. Mancini in 2005 (in short, the LM05 protocol) by employing arbitrary finite-dimensional systems against both individual and collective attacks by the eavesdropper. We explicitly delineate the constituent steps in higher dimensions using the Heisenberg-Weyl operators for the encoding and the measurement operations. For individual attacks, we consider cloning operations by the eavesdropper and demonstrate a dimensional advantage where secret keys can be generated for greater strengths of interception. To analyze security under collective attacks, we employ a purification scheme and derive the key rate using entropic uncertainty relations. Further, we exhibit how the protocol is more robust against eavesdropping with increasing dimension of the systems used, and compare the performance with that of the entangled two-way secure dense coding protocol when affected by correlated and uncorrelated noise, which models the presence of the eavesdropper.
• Abstract（参考訳）: 我々は2005年にM. Lucamarini と S. Mancini が設計した2方向量子鍵分配プロトコルのセキュリティ面(略して LM05 プロトコル)を、盗聴器による個人攻撃と集団攻撃の両方に対して任意の有限次元システムを用いて決定する。 我々は、ハイゼンベルク・ワイル作用素を用いて高次元の構成ステップを明示的に記述し、エンコーディングと測定操作を行う。 個別攻撃では、盗聴器によるクローン操作を考慮し、シークレットキーを生成できる次元的優位性を示し、インターセプションの強度を高める。 集団攻撃時のセキュリティを解析するために, 浄化方式を採用し, エントロピー不確実性関係を用いて鍵レートを導出する。 さらに、このプロトコルが、使用したシステムの寸法が大きくなるにつれて、盗聴に対してより堅牢であることを示すとともに、盗聴者の存在をモデル化した相関ノイズや非相関ノイズの影響を受け、絡み合ったセキュアな密符号化プロトコルと比較する。

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