論文の概要: Experimental Demonstration of Twin-Field Quantum Digital Signatures over 504 km

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2603.15174v1
• Date: Mon, 16 Mar 2026 12:09:16 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-03-17 18:28:58.203168
• Title: Experimental Demonstration of Twin-Field Quantum Digital Signatures over 504 km
• Title（参考訳）: 504km以上の双極子量子デジタル信号の実験実証
• Authors: Chun-Hui Zhang, Jing-Yang Liu, Wen-Xuan Zhang, Chang Liu, Hua-Jian Ding, Xing-Yu Zhou, Jian Li, Qin Wang,
• Abstract要約: ツインフィールド量子デジタルシグネチャ(TF-QDS)の最初の実験実験をGHzシステムで報告した。 単一ビットと多ビットの両方のスキームに対して、最大伝送距離504kmのファイバスプールを実現する。 我々の研究は、QDS開発における重要なステップである長距離高速度QDSの新たな記録を提供する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 33.05581585382061
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
• Abstract: Digital signatures are one of the security cornerstones of the current information age. Compared with classical digital signatures based on computational complexity, quantum digital signatures (QDS) theoretically guarantee data integrity, authenticity, and non-repudiation by quantum mechanics, showing great potential for development in cryptography and thus attracting widespread attention. However, the performance of existing QDS systems are still limited in rate and distance. Here we report the first experimental demonstration of twin-field QDS (TF-QDS) using a GHz system. We achieve a maximum transmission distance of 504 km fiber spools for both single-bit and multi-bit schemes, surpassing all existing state-of-the-art QDS experiments more than 200 km. Furthermore, by combining the one-time universal hash method, we achieve a maximum signature rate of 21.1 times per second for a 1 Mbit file over fiber distances up to 302 km. In this work, the signature rates of both single-bit scheme and multi-bit scheme are more than two orders of magnitude higher than that of previous works at similar distance. Our work provides a new record for long-distance and high-rate QDS, representing a significant step in the development of QDS.
• Abstract（参考訳）: デジタル署名は、現在の情報時代のセキュリティ基盤の1つだ。 計算複雑性に基づく古典的なデジタルシグネチャと比較すると、量子デジタルシグネチャ(QDS)は理論上、データの完全性、真正性、および量子力学による非再考を保証する。 しかし、既存のQDSシステムの性能は依然として速度と距離に制限されている。 本稿では,GHz システムを用いたツインフィールド QDS (TF-QDS) の実証実験を行った。 我々は,200km以上の既存のQDS実験を網羅し,単一ビットおよび複数ビットのスキームに対して最大504kmのファイバスプールを実現する。 さらに, ワンタイムユニバーサルハッシュ法を組み合わせることで, ファイバ距離最大302kmの1Mbitファイルに対して, 毎秒21.1倍の署名率を実現する。 この研究では、シングルビットスキームとマルチビットスキームの両方のシグネチャレートが、同じ距離にある前の作品のシグネチャレートよりも2桁以上高い。 我々の研究は、QDS開発における重要なステップである長距離高速度QDSの新たな記録を提供する。

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