論文の概要: A High-Dimensional Quantum Blockchain Protocol Based on Time- Entanglement

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2512.20489v1
• Date: Tue, 23 Dec 2025 16:31:12 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-12-24 19:17:49.935807
• Title: A High-Dimensional Quantum Blockchain Protocol Based on Time- Entanglement
• Title（参考訳）: 時間的絡み合いに基づく高次元量子ブロックチェーンプロトコル
• Authors: Aktaş, Arzu, Yılmaz, İhsan,
• Abstract要約: プロトコルは、高次元ベル状態、時間絡み、絡み合い、高次元スーパーセンス符号化を組み合わせたものである。 Time-entanglementは、ブロックチェーン全体での分散認証、非監査、タンパ検出を提供する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Rapid advancements in quantum computing and machine learning threaten the long-term security of classical blockchain systems, whose protection mechanisms largely rely on computational difficulties. In this study, we propose a quantum blockchain protocol whose protection mechanism is directly derived from quantum mechanical principles. The protocol combines high-dimensional Bell states, time-entanglement, entanglement switching, and high-dimensional superdense coding. Encoding classical block information into time-delimited qudit states allows block identity and data verification to be implemented through the causal sequencing of quantum measurements instead of cryptographic hash functions. High-dimensional coding increases the information capacity per quantum carrier and improves noise resistance. Time-entanglement provides distributed authentication, non-repudiation, and tamper detection across the blockchain. Each block derives its own public-private key pair directly from the observed quantum correlations by performing high-dimensional Bell state measurements in successive time steps. Because these keys are dependent on the time ordering of measurements, attempts to alter block data or disrupt the protocol's timing structure inevitably affect the reconstructed correlations and are revealed during validation. Recent advances in the creation and detection of high-dimensional time-slice entanglement demonstrate that the necessary quantum resources are compatible with emerging quantum communication platforms. Taken together, these considerations suggest that the proposed framework can be evaluated as a viable and scalable candidate for quantum-secure blockchain architectures in future quantum network environments.
• Abstract（参考訳）: 量子コンピューティングと機械学習の急速な進歩は、古典的なブロックチェーンシステムの長期的なセキュリティを脅かしている。 本研究では,保護機構を量子力学的原理から直接導出する量子ブロックチェーンプロトコルを提案する。 このプロトコルは、高次元ベル状態、時間絡み、絡み替え、高次元スーパーセンス符号化を組み合わせたものである。 古典ブロック情報を時間制限されたキューディット状態にエンコードすることで、暗号ハッシュ関数の代わりに量子計測の因果シークエンシングによってブロック識別とデータ検証を行うことができる。 高次元符号化は、量子キャリアごとの情報容量を増やし、耐雑音性を向上させる。 Time-entanglementは、ブロックチェーン全体での分散認証、非監査、タンパ検出を提供する。 各ブロックは、連続した時間ステップで高次元ベル状態測定を行うことにより、観測された量子相関から直接、独自の公開鍵対を導出する。 これらのキーは測定の時間順序に依存するため、ブロックデータを変更したり、プロトコルのタイミング構造を妨害しようとする試みは、必然的に再構成された相関に影響を与え、検証中に明らかにされる。 近年の高次元時間スライスエンタングルメントの生成と検出の進歩は、必要となる量子資源が新興の量子通信プラットフォームと互換性があることを実証している。 これらの考察から、提案されたフレームワークは、将来の量子ネットワーク環境における量子セキュアなブロックチェーンアーキテクチャの、実用的でスケーラブルな候補として評価可能であることを示唆している。

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