論文の概要: Quantum Internet in a Nutshell -- Advancing Quantum Communication with Ion Traps
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2507.14383v2
- Date: Tue, 22 Jul 2025 09:27:01 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-07-23 13:10:14.736558
- Title: Quantum Internet in a Nutshell -- Advancing Quantum Communication with Ion Traps
- Title（参考訳）: Nutshellにおける量子インターネット - イオントラップによる量子通信の促進
- Authors: Janine Hilder, Sascha Heußen, Anke Ginter, Andreas Wilke, Lukas Postler, Ulrich Poschinger, Ferdinand Schmidt-Kaler, Wadim Wormsbecher,
- Abstract要約: 本稿では,小さな量子誤り訂正符号の量子通信プロトコルへの組み入れについて検討する。
これらの符号はノイズレベルを抑えるのに役立ち、チャネルのノイズプロファイルを監視するのに役立ちます。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 25.519081784735068
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Quantum Internet in a Nutshell (QI-Nutshell) connects the fields of quantum communication and quantum computing by emulating quantum communication protocols on currently available ion-trap quantum computers. We demonstrate emulations of QKD protocols where the individual steps are mapped to physical operations within our hardware platform. This allows us to not only practically execute established protocols such as BB84 or BBM92, but also include cloning attacks by an eavesdropping party, noise sources and side-channel attacks that are generally hard to include in theoretical QKD security proofs. We deliberately inject noise and investigate its effect on quantum communication protocols. We employ numerical simulations in order to study the incorporation of small quantum error correction (QEC) codes into QKD protocols. We find that these codes can help to suppress the noise level and to monitor the noise profile of the channel. This may enable the communicating parties to detect suspicious deviations from expected noise characteristics as a result of potential eavesdropping. This suggests that QEC may serve as a means of privacy authentication for quantum communication without altering the transmitted quantum information.
- Abstract（参考訳）: QI-Nutshell(Quantum Internet in a Nutshell)は、現在利用可能なイオントラップ量子コンピュータ上の量子通信プロトコルをエミュレートすることによって、量子通信と量子コンピューティングの分野を接続する。
ハードウェアプラットフォーム内の物理操作に個々のステップをマッピングするQKDプロトコルのエミュレーションを実証する。
これにより、BB84やBBM92のような確立されたプロトコルを実際に実行することができるだけでなく、盗聴者によるクローン攻撃、ノイズ源、理論的なQKDセキュリティ証明に一般的に組み込むのが難しいサイドチャネル攻撃を含むことができる。
我々は意図的にノイズを注入し、量子通信プロトコルへの影響を調査する。
我々は,QKDプロトコルへの小さな量子誤り訂正(QEC)符号の組み入れについて,数値シミュレーションを用いて検討する。
これらの符号はノイズレベルを抑えるのに役立ち、チャネルのノイズプロファイルを監視するのに役立ちます。
これにより、通信相手は盗聴の可能性があるため、期待されるノイズ特性から不審なずれを検出することができる。
これは、QECが送信された量子情報を変更することなく、量子通信のためのプライバシー認証の手段として機能することを示唆している。
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