論文の概要: Experimental demonstration of scalable quantum blockchain with exponentially superior quantum communication complexity

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2607.12250v1
• Date: Tue, 14 Jul 2026 01:25:28 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-07-15 17:08:30.005459
• Title: Experimental demonstration of scalable quantum blockchain with exponentially superior quantum communication complexity
• Title（参考訳）: 指数関数的に優れた量子通信複雑性を持つスケーラブル量子ブロックチェーンの実験的実証
• Abstract要約: 弱いコヒーレント状態に基づくスケーラブルな量子ブロックチェーンプロトコルを実験的に実証した。 このプロトコルは、情報理論のセキュリティを保持する円形の量子ビザンチン合意機構を採用している。 以前のスキームと比較すると、このプロトコルは量子通信リソースの4%未満を必要としている。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 22.368056596656675
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
• Abstract: To secure modern distributed digital infrastructures, quantum blockchains exploit quantum resources to achieve information-theoretic security and surpass the classical one-third fault-tolerance bound. However, existing high-fault-tolerant protocols face a fundamental scalability challenge: the blockchain trilemma imposes either exponential communication complexity or experimentally demanding multipartite entanglement. Here, we experimentally demonstrate a scalable quantum blockchain protocol based on weak coherent states that achieves an exponential reduction in quantum communication complexity. The protocol employs a circular quantum Byzantine agreement mechanism that preserves information-theoretic security while avoiding multipartite entanglement. We implement this protocol on a photonic integrated circuit platform, realizing a six-node network over commercially available telecommunication infrastructure. Compared with previous schemes, the protocol requires less than 4% of the quantum communication resources. Leveraging this advantage, we further demonstrate a quantum-secured token exchange application achieving a throughput of 805.3 transactions per second with zero failures. These results establish a practical pathway toward scalable quantum blockchain.
• Abstract（参考訳）: 現代の分散デジタルインフラストラクチャを確保するために、量子ブロックチェーンは、量子リソースを利用して情報理論のセキュリティを実現し、古典的な3分の1のフォールトトレランスバウンダリを超えた。 しかし、既存の高フォールトトレラントなプロトコルは、基本的なスケーラビリティ上の課題に直面している。ブロックチェーンのトリレンマは、指数的な通信複雑性を課すか、複数パーティの絡み合いを実験的に要求する。 本稿では,弱いコヒーレント状態に基づくスケーラブルな量子ブロックチェーンプロトコルを実験的に実証し,量子通信の複雑性を指数関数的に低減する。 このプロトコルは、多部構成の絡み合いを避けながら情報理論のセキュリティを維持する円形の量子ビザンチン合意機構を採用している。 我々は,このプロトコルをフォトニック集積回路プラットフォーム上に実装し,商用通信インフラ上の6ノードネットワークを実現する。 以前のスキームと比較すると、このプロトコルは量子通信リソースの4%未満を必要としている。 この利点を生かして、ゼロ障害で毎秒805.3トランザクションのスループットを実現する量子セキュアなトークン交換アプリケーションをさらに実証する。 これらの結果は、スケーラブルな量子ブロックチェーンへの実践的な経路を確立する。

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