コヒーレンス検証ゲームと、半デバイスに依存しない量子鍵配布へのアプリケーション

コヒーレンス検証ゲームと、半デバイスに依存しない量子鍵配布へのアプリケーション

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マリオシルバ1、リカルド・ファレイロ2、パウロ・マテウス2,3、エマヌエル・ザンブリーニ・クルゼイロ2

1ロレーヌ大学、CNRS、インリア、LORIA、F-54000 ナンシー、フランス
2Instituto de Telecomunicações、1049-001、リスボン、ポルトガル
3Departamento de Matemática, Instituto Superior Técnico, Avenida Rovisco Pais 1049-001, リスボン, ポルトガル

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抽象

半デバイスに依存しない量子鍵配布は、最高レベルのセキュリティ、デバイスの独立性、および実験の実現可能性の間のバランスを達成することを目的としています。 半量子鍵配布は、セキュリティを維持しながら量子操作へのユーザーの依存を最小限に抑えようとする興味深いアプローチを示し、これにより、簡素化されたハードウェアフォールトトレラントな量子プロトコルの開発が可能になります。 この研究では、さまざまなタイプのコヒーレンスを目撃するコヒーレンス等価ゲームのノイズ耐性バージョンに基づいて構築された、コヒーレンスベースで半デバイス独立の半量子鍵配布プロトコルを導入します。 セキュリティは有界量子ストレージ モデルで証明されており、ユーザーは古典的な操作、特に固定ベースの検出のみを実装する必要があります。

デバイスに依存しない暗号化は、使用されるデバイスに関する最小限の想定でセキュリティを確立することを目的としています。 あるいは、半量子の観点の目標は、量子力学の原理に基づいてセキュリティを確保しながら、ユーザーの量子操作への依存を軽減することです。 この研究では、コヒーレンス等価ゲームをノイズに強いシナリオに拡張し、非コヒーレント状態、分離可能なコヒーレント状態、もつれたコヒーレント状態の XNUMX 種類のコヒーレンス リソースを統計的に区別する機能を実証します。 ゲームに基づいて、概念実証の量子鍵配布プロトコルを紹介します。 このプロトコルでは、アリスとボブは研究室内で信頼できる粒子検出を実行するだけでよく、プロトコルの残りのコンポーネントは信頼できないものとみなされます。 その結果、このプロトコルは、半デバイス非依存性および半量子性の両方として正確に特徴付けられ、両方のフレームワークの互換性を示します。

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