論文の概要: Multipartite reference-frame-independent quantum cryptographic communication

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2606.12284v1
• Date: Wed, 10 Jun 2026 16:21:16 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-06-11 16:42:38.559578
• Title: Multipartite reference-frame-independent quantum cryptographic communication
• Title（参考訳）: マルチパーティイト参照フレーム非依存量子暗号通信
• Authors: Donghwa Lee, Kyujin Shin, Hyang-Tag Lim, Yosep Kim, Yong-Su Kim,
• Abstract要約: 通信相手間の参照フレームミスマッチは、量子暗号プロトコルにおけるエラーを導入する。 理論的および実験的に、Greenberger-Horne-Zeilinger(GHZ)状態を用いたマルチパーティ・リファレンスフレーム非依存(RFI)量子暗号通信について検討する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.5074580197996481
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Reference frame mismatch among communication parties introduces errors in quantum cryptographic protocols. As the number of participants increases, aligning reference frames becomes increasingly difficult, complicating multipartite quantum cryptographic implementations. Here, we theoretically and experimentally investigate multipartite reference-frame-independent (RFI) quantum cryptographic communication using Greenberger-Horne-Zeilinger (GHZ) states. We generalize the bipartite RFI security parameter $C$ to an $N$-party parameter $C_N$ and derive the asymptotic secret key rate expressed solely in terms of experimentally accessible quantities. We analyze the key rate under global and local depolarizing noise models and find that increasing the number of parties $N$ enhances robustness against global depolarizing noise while increasing vulnerability to local channel noise. We also present a proof-of-principle experimental demonstration of four-party RFI quantum cryptographic communication using four-photon GHZ states, confirming the reference-frame invariance of both the $C_4$ parameter and the secret key rate under various reference frame rotations.
• Abstract（参考訳）: 通信相手間の参照フレームミスマッチは、量子暗号プロトコルにおけるエラーを導入する。 参加者の数が増えるにつれて、参照フレームの整列がますます難しくなり、多部量子暗号の実装が複雑になる。 本稿では,Greenberger-Horne-Zeilinger(GHZ)状態を用いたマルチパーティ・リファレンスフレーム非依存(RFI)量子暗号通信について理論的,実験的に検討する。 我々は、二部構成のRFIセキュリティパラメータ$C$を$N$-partyパラメータ$C_N$に一般化し、実験的に利用可能な量だけで表される漸近秘密鍵レートを導出する。 我々は,大域的および局所的な分極ノイズモデルの下で鍵レートを解析し,N$の増加は局所チャネルノイズに対する脆弱性を高めながら,大域的分極ノイズに対するロバスト性を高めることを発見した。 また、4光子GHZ状態を用いた4種類のRFI量子暗号通信の実証実験を行い、C_4$パラメータと各種参照フレーム回転下での秘密鍵レートの両方の参照フレーム不変性を確認した。

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