論文の概要: Quantum key distribution using generalized contextuality against post-quantum eavesdroppers
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2610.00595v1
- Date: Wed, 30 Sep 2026 18:59:45 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-10-03 01:19:23.723589
- Title: Quantum key distribution using generalized contextuality against post-quantum eavesdroppers
- Title（参考訳）: 量子後盗聴者に対する一般化文脈性を用いた量子鍵分布
- Abstract要約: ベル非局所性は、デバイスの内部操作を信頼せずに秘密鍵を認証することを可能にする。
我々は、準備・測定実験で利用できる非古典性の概念である一般化された文脈性が、類似した役割を果たせるかどうかを問う。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 17.327044303491846
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Bell nonlocality allows secret key to be certified without trusting the internal operation of the devices, and even against eavesdroppers constrained only by the no-signaling principle. We ask whether generalized contextuality, a notion of nonclassicality available in prepare-and-measure experiments on a single system, can play an analogous role. In our approach, Alice and Bob first establish operational equivalences among their local preparation and measurement procedures, which are then treated as theory-independent constraints that any physical intervention on the communication channel, including that of an adversary, must respect. Eve is otherwise unrestricted, that is, her intervention on the transmitted system is not assumed to be described by quantum theory. Within this adversarial model, we show that Eve's optimal guessing probability against individual attacks is the solution of a finite linear program, and hence that a worst-case asymptotic key rate follows from the observed statistics and the operational equivalences alone. We prove that contextuality is necessary for a positive key rate. However, we also show that it is not sufficient. Concretely, the (3,2)-parity-oblivious random access code, known to yield secret key against a quantum eavesdropper, yields none certifiable key rate against a post-quantum one. Conversely, operational equivalences with no analogue among no-signaling constraints can strictly increase the asymptotic key rate. We illustrate this with the prepare-and-measure version of the standard CHSH protocol with an aligned key-generating setting.
- Abstract（参考訳）: ベル非局所性は、秘密鍵をデバイスの内部操作を信頼せずに認証することができ、さらには非署名原理にのみ拘束された盗聴者に対してさえも許す。
一つのシステムにおける準備・測定実験で利用できる非古典性の概念である一般化文脈性が類似的な役割を果たすかどうかを問う。
我々のアプローチでは、Alice氏とBob氏はまず、その局所的な準備と測定手順の中で、運用上の等価性を確立し、それを理論に依存しない制約として扱う。
イヴは非制限であり、すなわち、伝達系への彼女の干渉は量子論では説明されないと仮定される。
この逆数モデルでは、イヴの個人攻撃に対する最適推定確率は有限線形プログラムの解であり、最悪の場合の漸近キーレートは観測された統計値と操作等価値のみから従うことが示される。
正の鍵レートには文脈性が必要であることを証明します。
しかし、それで十分ではないことも示している。
具体的には、量子盗聴器に対して秘密鍵を産み出すのが知られている3,2-parity-obliviousランダムアクセスコードで、量子後鍵レートは保証されない。
逆に、符号なし制約に類似しない操作等価性は、漸近的鍵レートを厳密に増加させることができる。
本稿では、標準CHSHプロトコルのキー生成設定を整列した準備・測定バージョンで説明する。
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