Analysis error correcting capability of error-correcting Fire code to implement ping-pong protocol with pairs of entangled qubits in a noisy quantum channel
DOI:
https://doi.org/10.18372/2410-7840.14.3356Keywords:
quantum cryptography, a ping-pong protocol, errors in quantum channel, error-correcting Fire code, simulationAbstract
The paper develops the simulation model of a ping-pong protocol with pairs of entangled qubits in a noisy quantum channel in order to assess the error-correcting capability of error-correcting Fire code and to determine limits of applicability of code for quantum cryptography protocol. The detailed analysis of errors that will arise in the implementation of ping-pong protocol with pairs of entangled qubits in a noisy quantum channel is carried out. It is shown that the Fire code (60.44) fully corrects all errors, if the probability of qubit depolarizing channel is less than about 7% that corresponds to the modern experimental situation in the transmission of single photons over a distance about 100 km. With a higher noise level in the channel partial error correction with code Fire will increase the speed of information transmission in quantum ping-pong protocol.References
Bostrom K. Deterministic secure direct communication using entanglement / K. Bostrom, T. Felbinger // Physical Review Letters. – 2002. – V. 89, № 18. – 187902.
Deng F.-G. Two-step quantum direct communication protocol using the Einstein-Podolsky-Rosen pair block / F.-G. Deng, G.L. Long, X.-S. Liu // Physical Review A. – 2003. – V. 68, № 4. – 042317.
Wang Ch. Multi – step quantum secure direct communication using multi – particle Greenberger – Horne – Zeilinger state / Ch. Wang, F.G. Deng, G.L. Long // Optics Communications.– 2005. – V. 253, № 1. – P. 15 – 20.
Li X.-H. Multiparty Quantum Remote Secret Conference / X.-H. Li, C.-Y. Li, F.-G. Deng et al // Chinese Physics Letters. – 2007. – V. 24, № 1. – P. 23 – 26.
Jin X.-R. Three-party quantum secure direct communication based on GHZ states / X.-R. Jin, X. Ji, Y.-Q. Zhang et al // Physics Letters A. – 2006. – V. 354, № 1-2. – P. 67 – 70.
Василиу Е.В. Анализ безопасности пинг-понг протокола с квантовым плотным кодированием / Е.В. Василиу // Наукові праці ОНАЗ ім. О.С. Попова. – 2007. – № 1. – С. 32 – 38.
Василиу Е.В. Пинг – понг протокол с трех– и четырехкубитными состояниями Гринбергера – Хорна – Цайлингера / Е.В. Василиу, Л.Н. Василиу // Труды Одесского политехнического университета. – 2008. – Вып. 1(29). – С. 171 – 176.
Vasiliu E.V. Non-coherent attack on the ping-pong protocol with completely entangled pairs of qutrits / Eugene V. Vasiliu // Quantum Information Processing. – 2011. – V. 10, num. 2. – P. 189–202.
Василиу Е.В. Синтез основанной на пинг-понг протоколе квантовой связи безопасной системы прямой передачи сообщений / Е.В. Василиу, С.В. Николаенко // Наукові праці ОНАЗ ім. О.С. Попова. — 2009, № 1. — С. 83–91.
Нильсен М. Квантовые вычисления и квантовая информация / М. Нильсен, И. Чанг. – М.: Мир, 2006. – 824 с.
Блейхут Р. Теория и практика кодов, контролирующих ошибки / Блейхут Р. – Пер. с англ. – М.: Мир, 1986. – 576 с.
Касами Т., Токура Н., Ивадари Ё. Теория кодирования / Т. Касами, Н. Токура, Ё. Ивадари. – М.: Мир, 1978. – 576 с.
Морелос-Сарагоса Р. Искусство помехоустойчивого кодирования. Методы, алгоритмы, применение / Р. Морелос-Сарагоса. – Москва: Техносфера, 2005. – 320 с.
Вернер М. Основы кодирования: учебник для ВУЗов / М. Вернер. – Москва: Техносфера, 2004. – 288 с.
Корченко О.Г. Оцінка корегувальної здатності завадостійких трійкових РС-кодів при передачі інформації повністю переплутаними станами кутритів квантовим каналом із шумом / О.Г. Корченко, Є.В. Васіліу, С.О. Гнатюк, В.М. Кінзерявий, А.М. Горчинська // Науково-технічний журнал «Захист інформації». – 2010. – №4. – С. 44–53.
Прескилл Дж. Квантовая информация и квантовые вычисления / Дж. Прескилл. – Т. 1. – Ижевск: "Регулярная и хаотическая динамика", 2008. – 464 с.
Downloads
Published
How to Cite
Issue
Section
License
The scientific journal adheres to the principles of Open Access and provides free, immediate, and permanent access to all published materials without financial, technical, or legal barriers for readers.
All articles are published in Open Access under the Creative Commons Attribution 4.0 International (CC BY 4.0) license.
Copyright
Authors who publish their works in the journal:
-
retain the copyright to their publications;
-
grant the journal the right of first publication of the article;
-
agree to the distribution of their materials under the CC BY 4.0 license;
-
have the right to reuse, archive, and distribute their works (including in institutional and subject repositories), provided that proper reference is made to the original publication in the journal.
