論文の概要: Certification of Network Quantum Sensing

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2606.10700v1
• Date: Tue, 09 Jun 2026 11:02:50 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-06-10 15:40:58.457099
• Title: Certification of Network Quantum Sensing
• Title（参考訳）: ネットワーク量子センシングの認証
• Authors: Matteo Rosati, Gabriele Bizzarri, Marco Barbieri,
• Abstract要約: 我々は、プライバシーと推定の整合性を厳格に証明できる量子リモートセンシングプロトコルを導入する。 交絡光子を用いて光位相を推定することにより,この枠組みを実験的に実証する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.6041648831662462
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: The distribution of quantum sensors on quantum networks is a key enabler of quantum technologies in interferometry, gravimetry, timekeeping, biological monitoring, and beyond. Yet, guaranteeing the security of these distributed sensors over noisy, insecure networks remains a formidable challenge. Previous efforts to combine quantum metrology and cryptography have encountered an apparently unavoidable tension, proposing bounds for security which are only loosely tied to the achievable measurement performance. Here we introduce a quantum remote sensing protocol that can rigorously certify privacy and integrity of the estimation. By employing offline bilateral Pauli-twirling, our approach forces the effective quantum channel into a Bell-diagonal form, independently of the attack. Surprisingly, this also preserves metrological sensitivity without introducing additional experimental overhead. Relying solely on public communication alongside an insecure quantum link, the protocol enables legitimate users to exactly quantify their estimation error relative to an eavesdropper controlling the channels. We experimentally demonstrate this framework by estimating an optical phase using entangled photons, observing that the users' precision consistently surpasses the eavesdropper's capabilities across a broad parameter regime. By unifying quantum cryptography and metrology, our results provide a practical pathway to achieve simultaneous quantum-limited precision and rigorous information security in real-world quantum networks.
• Abstract（参考訳）: 量子ネットワーク上の量子センサの分布は、干渉計、重力計、時間管理、生物学的モニタリングなどにおける量子技術の鍵となる。 しかし、これらの分散センサーのセキュリティが騒々しく、安全でないネットワークのセキュリティを保証することは、依然として困難な課題だ。 量子力学と暗号を組み合わせるためのこれまでの努力は、明らかに避けられない緊張に遭遇し、達成可能な測定性能にゆるやかに結びついているセキュリティの限界を提案してきた。 ここでは、プライバシと推定の整合性を厳格に証明する量子リモートセンシングプロトコルを紹介する。 オフラインの双対パウリツイリングを用いることで、我々のアプローチは攻撃とは無関係に、有効な量子チャネルをベル対角形に強制する。 驚くべきことに、これはさらに実験的なオーバーヘッドを伴わずに、覚醒剤の感受性を保っている。 このプロトコルは、セキュアでない量子リンクとともに、公開通信のみにのみ依存し、正規のユーザーがチャネルを制御する盗聴器と比較して正確に推定誤差を定量化することができる。 我々は,光子を絡めて光位相を推定し,利用者の精度が広いパラメータ・レシエーションにおける盗聴者の能力を常に上回っていることを観察することによって,この枠組みを実験的に実証した。 量子暗号とメロジを統一することにより、実世界の量子ネットワークにおいて、量子制限精度と厳密な情報セキュリティを同時に達成するための実用的な経路を提供する。

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