論文の概要: High-efficiency and long-distance quantum memory-assisted device-independent quantum secret sharing with single photon sources
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2510.12288v2
- Date: Wed, 15 Oct 2025 02:28:21 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-10-16 13:11:49.481488
- Title: High-efficiency and long-distance quantum memory-assisted device-independent quantum secret sharing with single photon sources
- Title（参考訳）: 単一光子源を用いた高効率・長距離量子メモリ支援デバイス非依存量子秘密共有
- Authors: Qi Zhang, Jia-Wei Ying, Shi-Pu Gu, Xing-Fu Wang, Ming-Ming Du, Wei Zhong, Lan Zhou, Yu-Bo Sheng,
- Abstract要約: デバイス非依存(DI) QSSは、量子ネットワークの最高セキュリティレベルを提供する。
単一光子源(SPS)に基づく量子メモリ支援(QMA)DI QSSプロトコルを提案する。
本プロトコルは,既存のDI QSSプロトコルよりも7桁高いキー生成効率を実現する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 13.71600895108679
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Quantum secret sharing (QSS) plays a critical role in building the distributed quantum networks. Device-independent (DI) QSS provides the highest security level for QSS. However, the photon transmission loss and extremely low multipartite entanglement generation rate largely limit DI QSS's secure photon transmission distance (less than 1 km) and practical key generation efficiency. To address the above drawbacks, we propose the quantum memory-assisted (QMA) DI QSS protocol based on single photon sources (SPSs). The single photons from the SPSs are used to construct long-distance multipartite entanglement channels with the help of the heralded architecture. The heralded architecture enables our protocol to have an infinite secure photon transmission distance in theory. The QMA technology can not only increase the multi-photon synchronization efficiency, but also optimize the photon transmittance to maximize the construction efficiency of the multipartite entanglement channels. Our protocol achieves the practical key generation efficiency seven orders of magnitude higher than that of the existing DI QSS protocols based on cascaded spontaneous parametric down-conversion sources and six orders of magnitude higher than that of the DI QSS based on SPSs without QMA. Our protocol has modular characteristics and is feasible under the current experimental technical conditions. Combining with the advanced random key generation basis strategy, the requirement on experimental devices can be effectively reduced. Our protocol is expected to promote the development of long-distance and high-efficiency DI quantum network in the future.
- Abstract（参考訳）: 量子秘密共有(QSS)は、分散量子ネットワークの構築において重要な役割を果たす。
デバイス非依存(DI)QSSは、QSSにとって最高のセキュリティレベルを提供する。
しかし、光子伝送損失と非常に低い多部絡み合い発生率は、DI QSSの安全な光子伝送距離(1km未満)と実用的な鍵発生効率をほとんど制限している。
上記の欠点に対処するため、単一光子源(SPS)に基づく量子メモリ支援(QMA)DI QSSプロトコルを提案する。
SPSからの1つの光子は、長い距離の多部絡み合いチャネルを構築するために、隠蔽されたアーキテクチャの助けを借りて用いられる。
階層化されたアーキテクチャにより、理論上、我々のプロトコルは無限に安全な光子伝送距離を持つことができる。
QMA技術は、マルチ光子同期効率を向上するだけでなく、光子透過率を最適化し、マルチ粒子絡みチャネルの構成効率を最大化する。
提案プロトコルは,従来のDI QSSプロトコルよりも7桁高い実効鍵生成効率と,QMAのないSPSに基づくDI QSSよりも6桁高い精度を実現している。
我々のプロトコルはモジュラー特性を持ち、現在の実験技術条件下では実現可能である。
高度なランダム鍵生成戦略と組み合わせることで、実験装置の要求を効果的に低減することができる。
我々のプロトコルは、将来、長距離高効率DI量子ネットワークの開発を促進することが期待されている。
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