Ein Kohärenz-Zeugenspiel und Anwendungen zur halbgeräteunabhängigen Quantenschlüsselverteilung

Neuauflage von Plato

Verfolger: 0

Mario Silva¹, Ricardo Faleiro², Paulo Mateus^2,3, und Emmanuel Zambrini Cruzeiro²

¹Université de Lorraine, CNRS, Inria, LORIA, F-54000 Nancy, Frankreich
²Instituto de Telecomunicações, 1049-001, Lissabon, Portugal
³Departamento de Matemática, Instituto Superior Técnico, Avenida Rovisco Pais 1049-001, Lissabon, Portugal

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Abstrakt

Die halbgeräteunabhängige Quantenschlüsselverteilung zielt darauf ab, ein Gleichgewicht zwischen höchster Sicherheit, Geräteunabhängigkeit und experimenteller Machbarkeit zu erreichen. Die Verteilung von Halbquantenschlüsseln stellt einen faszinierenden Ansatz dar, der darauf abzielt, die Abhängigkeit der Benutzer von Quantenoperationen zu minimieren und gleichzeitig die Sicherheit aufrechtzuerhalten, wodurch die Entwicklung vereinfachter und hardwarefehlertoleranter Quantenprotokolle ermöglicht wird. In dieser Arbeit stellen wir ein kohärenzbasiertes, halb geräteunabhängiges, halb Quantenschlüsselverteilungsprotokoll vor, das auf einer rauschrobusten Version eines Kohärenzgleichheitsspiels basiert, das verschiedene Arten von Kohärenz beobachtet. Die Sicherheit wird im Bounded Quantum Storage-Modell nachgewiesen, bei dem Benutzer nur klassische Operationen implementieren müssen, insbesondere Erkennungen auf fester Basis.

Populäre Zusammenfassung

Die geräteunabhängige Kryptografie zielt darauf ab, Sicherheit mit minimalen Annahmen über die verwendeten Geräte herzustellen. Alternativ besteht das Ziel der Halbquantenperspektive darin, die Abhängigkeit der Benutzer von Quantenoperationen zu verringern und gleichzeitig Sicherheit auf der Grundlage der Prinzipien der Quantenmechanik zu gewährleisten. In dieser Arbeit erweitern wir ein Kohärenzgleichheitsspiel auf ein rauschrobustes Szenario und demonstrieren seine Fähigkeit, statistisch zwischen drei Arten von Kohärenzressourcen zu unterscheiden: nicht kohärente, trennbare kohärente und verschränkte kohärente Zustände. Aufbauend auf dem Spiel präsentieren wir ein Proof-of-Concept-Protokoll zur Verteilung von Quantenschlüsseln. In diesem Protokoll müssen Alice und Bob nur vertrauenswürdige Partikeldetektionen in ihren Laboren durchführen, während die übrigen Komponenten des Protokolls als nicht vertrauenswürdig gelten. Folglich kann dieses Protokoll genau als sowohl halbgeräteunabhängig als auch halbquantum charakterisiert werden, was die Kompatibilität beider Frameworks unterstreicht.

► BibTeX-Daten

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