論文の概要: Loss-Tolerant Quantum Position Verification for Metropolitan Area Networks

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2609.23234v1
• Date: Sat, 19 Sep 2026 22:22:24 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-09-22 20:29:00.73285
• Title: Loss-Tolerant Quantum Position Verification for Metropolitan Area Networks
• Title（参考訳）: 大都市圏ネットワークにおけるロス耐性量子位置検証
• Abstract要約: 時空アザラシ(英: spacetime seal)とは、デジタルイベントが承認された場所と時刻で発生したことを保証する暗号である。 逆条件では、そのようなシールの純粋に古典的な実現は偽造することができる。 QPV は物理学に基づく解を提供し、ノークローニング定理とノーシグナリング原理を利用する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 27.618033882828644
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: A spacetime seal, a cryptographic guarantee that a digital event has occurred at an approved location and time, can augment a digital signature with location attestation for legal, financial, and regulatory use cases. In adversarial settings any purely classical realization of such a seal can be spoofed. Quantum position verification (QPV) offers a physics-based solution, exploiting the no-cloning theorem and the no-signaling principle to certify a party's spacetime coordinates. While the feasibility of QPV has been recently shown via entanglement- and coherent light-based protocols, achieving loss tolerance for these schemes substantially increases implementation complexity at metropolitan scales. Here, we introduce and experimentally demonstrate a loss-tolerant QPV (LT-QPV) protocol whose security is independent of channel loss. We prove finite-size security against quantum polynomial-time entangled adversaries in the quantum random oracle model instantiated with cryptographically secure hash functions. Implemented entirely with commercial off-the-shelf components, our system certifies position within 22 minutes of net data collection time against a restricted adversary, with a clear path to real-time certification (<1s) with upgraded hardware. Our architecture, requiring only a single quantum verifier node alongside classical infrastructure, is naturally compatible with metropolitan-area quantum networks, establishing the foundations for scalable, physics-backed spacetime certification as a deployable service.
• Abstract（参考訳）: 時空シール(英: spacetime seal)とは、デジタルイベントが承認された場所と時間で発生したことを保証する暗号であり、法的、財務的、規制上のユースケースに対する位置証明によるデジタルシグネチャを増大させることができる。 逆条件では、そのようなシールの純粋に古典的な実現は偽造することができる。 量子位置検証(QPV)は、物理学に基づく解を提供し、パーティーの時空座標を認証するための非閉化定理とノーシグナリング原理を利用する。 QPVの実現可能性については,近年,絡み合いとコヒーレントな光ベースのプロトコルによって実証されているが,これらのスキームの損失耐性は,大都市圏における実装の複雑さを著しく高める。 本稿では,セキュリティがチャネル損失に依存しない損失耐性QPV(LT-QPV)プロトコルを紹介し,実験的に実証する。 暗号的にセキュアなハッシュ関数をインスタンス化した量子ランダムオラクルモデルにおいて,量子多項式時間絡み合う敵に対する有限サイズセキュリティを証明した。 市販のオフ・ザ・シェルフ・コンポーネントで完全に実装されており、当社のシステムは、制限された敵に対して22分以内のネットデータ収集時間で位置を認証し、アップグレードされたハードウェアによるリアルタイム認証((<1s))への明確な道筋をたどる。 我々のアーキテクチャは、古典的なインフラと並行して1つの量子検証ノードしか必要とせず、自然に大都市圏の量子ネットワークと互換性があり、スケーラブルで物理支援の時空認証をデプロイ可能なサービスとして確立している。

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