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Erschienen in: Quantum Information Processing 12/2014

01.12.2014

Two-step orthogonal-state-based protocol of quantum secure direct communication with the help of order-rearrangement technique

verfasst von: Preeti Yadav, R. Srikanth, Anirban Pathak

Erschienen in: Quantum Information Processing | Ausgabe 12/2014

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Abstract

The Goldenberg–Vaidman (GV) protocol for quantum key distribution uses orthogonal encoding states of a particle. Its security arises because operations accessible to Eve are insufficient to distinguish the two states encoding the secret bit. We propose a two-particle cryptographic protocol for quantum secure direct communication, wherein orthogonal states encode the secret, and security arises from restricting Eve from accessing any two-particle operations. However, there is a non-trivial difference between the two cases. While the encoding states are perfectly indistinguishable in GV, they are partially distinguishable in the bipartite case, leading to a qualitatively different kind of information-versus-disturbance trade-off and also options for Eve in the two cases.

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Literatur
1.
Zurück zum Zitat Masanes, L., Pironio, S., Acín, A.: Secure device-independent quantum key distribution with causally independent measurement devices. Nat. Commun. 2, 238 (2011)CrossRefADS Masanes, L., Pironio, S., Acín, A.: Secure device-independent quantum key distribution with causally independent measurement devices. Nat. Commun. 2, 238 (2011)CrossRefADS
4.
Zurück zum Zitat Bennett, C.H., Brassard, G.: Quantum cryptography: public key distribution and coin tossing. In Proceedings of the IEEE International Conference on Computers, Systems, and Signal Processing, Bangalore, p. 175 (1984) Bennett, C.H., Brassard, G.: Quantum cryptography: public key distribution and coin tossing. In Proceedings of the IEEE International Conference on Computers, Systems, and Signal Processing, Bangalore, p. 175 (1984)
5.
Zurück zum Zitat Boström, K., Felbinger, T.: Deterministic secure direct communication using entanglement. Phys. Rev. Lett. 89, 187902 (2002)CrossRefADS Boström, K., Felbinger, T.: Deterministic secure direct communication using entanglement. Phys. Rev. Lett. 89, 187902 (2002)CrossRefADS
6.
Zurück zum Zitat Deng, F.-G., Long, G.L.: Secure direct communication with a quantum one-time pad. Phys. Rev. A 69, 052319 (2004)CrossRefADS Deng, F.-G., Long, G.L.: Secure direct communication with a quantum one-time pad. Phys. Rev. A 69, 052319 (2004)CrossRefADS
7.
Zurück zum Zitat Lucamarini, M., Mancini, S.: Secure deterministic communication without entanglement. Phys. Rev. Lett. 94, 140501 (2005)CrossRefADS Lucamarini, M., Mancini, S.: Secure deterministic communication without entanglement. Phys. Rev. Lett. 94, 140501 (2005)CrossRefADS
9.
Zurück zum Zitat Deng, F.-G., Long, G.L.: Bidirectional quantum key distribution protocol with practical faint laser pulses. Phys. Rev. A 70, 012311 (2004)CrossRefADS Deng, F.-G., Long, G.L.: Bidirectional quantum key distribution protocol with practical faint laser pulses. Phys. Rev. A 70, 012311 (2004)CrossRefADS
11.
Zurück zum Zitat Banerjee, A., Pathak, A.: Maximally efficient protocols for direct secure quantum communication. Phys. Lett. A 376, 2944 (2012)CrossRefADS Banerjee, A., Pathak, A.: Maximally efficient protocols for direct secure quantum communication. Phys. Lett. A 376, 2944 (2012)CrossRefADS
12.
Zurück zum Zitat Long, G.-L., Deng, F.-G., Wang, C., Li, X.-H., Wen, K., Wang, W.-Y.: Quantum secure direct communication and deterministic secure quantum communication. Front. Phys. China 2, 251 (2007)CrossRefADS Long, G.-L., Deng, F.-G., Wang, C., Li, X.-H., Wen, K., Wang, W.-Y.: Quantum secure direct communication and deterministic secure quantum communication. Front. Phys. China 2, 251 (2007)CrossRefADS
13.
Zurück zum Zitat Xiu, X.-M., Dong, H.-K., Dong, L., Gao, Y.-J., Chi, F.: Deterministic secure quantum communication using four-particle genuine entangled state and entanglement swapping. Opt. Commun. 282, 2457 (2009)CrossRefADS Xiu, X.-M., Dong, H.-K., Dong, L., Gao, Y.-J., Chi, F.: Deterministic secure quantum communication using four-particle genuine entangled state and entanglement swapping. Opt. Commun. 282, 2457 (2009)CrossRefADS
14.
Zurück zum Zitat Deng, F.G., Long, G.L., Wang, Y., Xiao, L.: Increasing the efficiencies of random-choice-based quantum communication protocols with delayed measurement. Chin. Phys. Lett. 21, 2097 (2004) Deng, F.G., Long, G.L., Wang, Y., Xiao, L.: Increasing the efficiencies of random-choice-based quantum communication protocols with delayed measurement. Chin. Phys. Lett. 21, 2097 (2004)
15.
Zurück zum Zitat Long, G.L., Liu, X.S.: Theoretically efficient high-capacity quantum-key-distribution scheme. Phys. Rev. A 65, 032302 (2002)CrossRefADS Long, G.L., Liu, X.S.: Theoretically efficient high-capacity quantum-key-distribution scheme. Phys. Rev. A 65, 032302 (2002)CrossRefADS
16.
Zurück zum Zitat Boileau, J.-C., Gottesman, D., Laamme, R., Poulin, D., and Spekkens, R.W.: Robust polarization-based quantum key distribution over a collective-noise channel. Phys. Rev. Lett. 92, 017901 (2004) Boileau, J.-C., Gottesman, D., Laamme, R., Poulin, D., and Spekkens, R.W.: Robust polarization-based quantum key distribution over a collective-noise channel. Phys. Rev. Lett. 92, 017901 (2004)
17.
Zurück zum Zitat Wang, C., Deng, F.-G., Li, Y.-S., Liu, X.-S., Long, G.L.: Quantum secure direct communication with high-dimension quantum superdense coding. Phys. Rev. A 71, 044305 (2005)CrossRefADS Wang, C., Deng, F.-G., Li, Y.-S., Liu, X.-S., Long, G.L.: Quantum secure direct communication with high-dimension quantum superdense coding. Phys. Rev. A 71, 044305 (2005)CrossRefADS
18.
Zurück zum Zitat Wang, C., Deng, F., Long, G.: Multi-step quantum secure direct communication using multi-particle Green-Horne-Zeilinger state. Opt. Commun. 253, 15 (2005)CrossRefADS Wang, C., Deng, F., Long, G.: Multi-step quantum secure direct communication using multi-particle Green-Horne-Zeilinger state. Opt. Commun. 253, 15 (2005)CrossRefADS
19.
Zurück zum Zitat Li, X.-H., Deng, F.-G., Zhou, H.-Y.: Efficient quantum key distribution over a collective noise channel. Phys. Rev. A 78, 022321 (2008)CrossRefADS Li, X.-H., Deng, F.-G., Zhou, H.-Y.: Efficient quantum key distribution over a collective noise channel. Phys. Rev. A 78, 022321 (2008)CrossRefADS
20.
Zurück zum Zitat Mor, T.: No cloning of orthogonal states in composite systems. Phys. Rev. Lett. 80, 3137 (1998)CrossRefADS Mor, T.: No cloning of orthogonal states in composite systems. Phys. Rev. Lett. 80, 3137 (1998)CrossRefADS
21.
Zurück zum Zitat Csizáar, I., Körner, J.: Broadcast channels with confidential messages. IEEE Trans. Inf. Theory 24, 339 (1978)CrossRef Csizáar, I., Körner, J.: Broadcast channels with confidential messages. IEEE Trans. Inf. Theory 24, 339 (1978)CrossRef
22.
Zurück zum Zitat Deng, F.-G., Long, G.L., Liu, X.-S.: Two-step quantum direct communication protocol using the Einstein–Podolsky–Rosen pair block. Phys. Rev. A 68, 042317 (2003)CrossRefADS Deng, F.-G., Long, G.L., Liu, X.-S.: Two-step quantum direct communication protocol using the Einstein–Podolsky–Rosen pair block. Phys. Rev. A 68, 042317 (2003)CrossRefADS
23.
Zurück zum Zitat Deng, F.-G., Long, G.L.: Controlled order rearrangement encryption for quantum key distribution. Phys. Rev. A 68, 042315 (2003)CrossRefADS Deng, F.-G., Long, G.L.: Controlled order rearrangement encryption for quantum key distribution. Phys. Rev. A 68, 042315 (2003)CrossRefADS
24.
Zurück zum Zitat Gisin, N., Ribordy, G., Tittel, W., Zbinden, H.: Quantum cryptography. Rev. Mod. Phys. 74, 145 (2002)CrossRefADS Gisin, N., Ribordy, G., Tittel, W., Zbinden, H.: Quantum cryptography. Rev. Mod. Phys. 74, 145 (2002)CrossRefADS
25.
Zurück zum Zitat Niu, C.-S., Griffiths, R.B.: Two-qubit copying machine for economical quantum eavesdropping. Phys. Rev. A 60, 2764 (1999)MathSciNetCrossRefADS Niu, C.-S., Griffiths, R.B.: Two-qubit copying machine for economical quantum eavesdropping. Phys. Rev. A 60, 2764 (1999)MathSciNetCrossRefADS
26.
Zurück zum Zitat Pathak, A.: Elements of quantum computation and quantum communication. Chapman & Hall, Routledge (2013)MATH Pathak, A.: Elements of quantum computation and quantum communication. Chapman & Hall, Routledge (2013)MATH
27.
Zurück zum Zitat Nielsen, M.A., Chuang, I.L.: Quantum Computation and Quantum Information. Cambridge University Press, Cambridge (2000)MATH Nielsen, M.A., Chuang, I.L.: Quantum Computation and Quantum Information. Cambridge University Press, Cambridge (2000)MATH
Metadaten
Titel
Two-step orthogonal-state-based protocol of quantum secure direct communication with the help of order-rearrangement technique
verfasst von
Preeti Yadav
R. Srikanth
Anirban Pathak
Publikationsdatum
01.12.2014
Verlag
Springer US
Erschienen in
Quantum Information Processing / Ausgabe 12/2014
Print ISSN: 1570-0755
Elektronische ISSN: 1573-1332
DOI
https://doi.org/10.1007/s11128-014-0825-8

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