Condivisione quantistica di segreti multipartita ad alto tasso con sicurezza componibile

Abstract degli autori

Le future reti di comunicazione quantistica potrebbero plausibilmente supportare compiti crittografici che richiedono entanglement tra più di due utenti. La condivisione quantistica di segreti è un esempio emblematico in cui l’entanglement offre un mezzo diretto per coordinare parti non fidate, garantendo la sicurezza contro le intercettazioni in un contesto multiparte. Tuttavia, i protocolli canonici basati su GHZ possono essere vulnerabili agli attacchi dei partecipanti, nei quali parti non fidate cercano di scoprire il segreto senza collaborare. In questo lavoro valutiamo sperimentalmente un protocollo di condivisione quantistica di segreti a variabili discrete con soglia $(n,n)$, la cui analisi a chiave finita garantisce sicurezza componibile contro attacchi generali, compresi gli attacchi dei partecipanti. Utilizzando due sorgenti di coppie di fotoni entangled a domini ingegnerizzati, generiamo stati GHZ a 4 qubit a tassi superiori a $5\times10^3$ eventi di coincidenza quadrupla al secondo e raggiungiamo un tasso massimo asintotico della chiave segreta di $750 \pm 10$ bit al secondo. Distribuiamo quindi lo stato attraverso una rete a stella a 4 bracci, composta da 20 km di fibra in totale. Sulla base dei tassi di eventi misurati e delle statistiche degli errori, deduciamo che un’esecuzione randomizzata di 24 ore con la probabilità di base ottimizzata produrrebbe un limite inferiore componibile a chiave finita di 8,7 Mbits, assumendo che le statistiche misurate della sorgente e dei dispositivi rimangano stazionarie.