論文の概要: High-capacity dual degrees of freedom quantum secret sharing protocol beyond the linear rate-distance bound

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2601.06919v2
• Date: Thu, 15 Jan 2026 13:16:04 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-01-16 13:33:41.315244
• Title: High-capacity dual degrees of freedom quantum secret sharing protocol beyond the linear rate-distance bound
• Title（参考訳）: 線形速度-距離境界を超える高容量自由度量子秘密共有プロトコル
• Authors: Meng-Dong Zhu, Cheng Zhang, Shi-Pu Gu, Xing-Fu Wang, Ming-Ming Du, Wei Zhong, Lan Zhou, Yu-Bo Sheng,
• Abstract要約: 量子秘密共有(QSS)は、マルチパーティの暗号プリミティブである。 本稿では、弱いコヒーレントパルス(WCP)源に基づく分極(Pol)と位相(Ph)二重自由度(Dual-DOF)QSSプロトコルを提案する。 本プロトコルでは, 単一光子干渉, 2光子干渉, 非干渉原理を組み合わせ, 不正プレイヤの内部攻撃に抵抗することができる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 12.675206581812063
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Quantum secret sharing (QSS) is the multipartite cryptographic primitive. Most of existing QSS protocols are limited by the linear rate-distance bound, and cannot realize the long-distance and high-capacity multipartite key distribution. This paper proposes a polarization (Pol) and phase (Ph) dual degrees of freedom (dual-DOF) QSS protocol based on the weak coherent pulse (WCP) sources. Our protocol combines the single-photon interference, two-photon interference and non-interference principles, and can resist the internal attack from the dishonest player. We develop simulation method to estimate its performance under the beam splitting attack. The simulation results show that our protocol can surpass the linear bound. Comparing with the differential-phase-shift twin-field QSS and WCP-Ph-QSS protocols, our protocol has stronger resistance against the beam splitting attack, and thus has longer maximal communication distance and higher key rate. By using the WCPs with high average photon number ($μ$ = 1.5), our protocol achieves a key rate about 5.4 times of that in WCP-Ph-QSS protocol. Its maximal communication distance (441.7 km) is about 7.9% longer than that of the WCP-Ph-QSS. Our protocol is highly feasible with current experimental technology and offers a promising approach for long-distance and high-capacity quantum networks.
• Abstract（参考訳）: 量子秘密共有(QSS)は、マルチパーティの暗号プリミティブである。 既存のQSSプロトコルの多くは、線形レート-距離境界によって制限されており、長距離および高容量のマルチパーティイト鍵分布を実現することはできない。 本稿では、弱いコヒーレントパルス(WCP)源に基づく分極(Pol)と位相(Ph)二重自由度(Dual-DOF)QSSプロトコルを提案する。 本プロトコルでは, 単一光子干渉, 2光子干渉, 非干渉原理を組み合わせ, 不正プレイヤの内部攻撃に抵抗することができる。 本研究では,ビーム分割攻撃下での性能を推定するシミュレーション手法を開発した。 シミュレーションの結果,このプロトコルは線形境界を超えうることがわかった。 差位相シフト型ツインフィールドQSSおよびWCP-Ph-QSSプロトコルと比較して,本プロトコルはビーム分割攻撃に対する耐性が強く,通信距離が長く,キーレートも高い。 平均光子数(μ$ = 1.5)の高いWCPを用いて、WCP-Ph-QSSプロトコルの約5.4倍の鍵レートを達成する。 最大通信距離(441.7km)はWCP-Ph-QSSよりも約7.9%長い。 我々のプロトコルは、現在の実験技術で実現可能であり、長距離かつ高容量の量子ネットワークに有望なアプローチを提供する。

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