論文の概要: Security proof of practical quantum key distribution with
detection-efficiency mismatch
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2004.04383v2
- Date: Mon, 1 Feb 2021 15:19:40 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-05-25 08:52:35.040625
- Title: Security proof of practical quantum key distribution with
detection-efficiency mismatch
- Title（参考訳）: 検出効率ミスマッチを用いた実用的な量子鍵分布のセキュリティ証明
- Authors: Yanbao Zhang, Patrick J. Coles, Adam Winick, Jie Lin, and Norbert
Lutkenhaus
- Abstract要約: 我々は,通常の仮定を使わずにセキュリティ証明を提供する手法を開発した。
本手法は,敵の攻撃戦略を制限することなく,検出効率のミスマッチを考慮に入れることができる。
また, 本手法では, 検出ミスマッチの欠如により, 検出不効率による損失が敵の制御外にあると仮定した場合, キーレートが増大することが示唆された。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.1988884923120313
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Quantum key distribution (QKD) protocols with threshold detectors are driving
high-performance QKD demonstrations. The corresponding security proofs usually
assume that all physical detectors have the same detection efficiency. However,
the efficiencies of the detectors used in practice might show a mismatch
depending on the manufacturing and setup of these detectors. A mismatch can
also be induced as the different spatial-temporal modes of an incoming signal
might couple differently to a detector. Here we develop a method that allows to
provide security proofs without the usual assumption. Our method can take the
detection-efficiency mismatch into account without having to restrict the
attack strategy of the adversary. Especially, we do not rely on any
photon-number cut-off of incoming signals such that our security proof is
directly applicable to practical situations. We illustrate our method for a
receiver that is designed for polarization encoding and is sensitive to a
number of spatial-temporal modes. In our detector model, the absence of quantum
interference between any pair of spatial-temporal modes is assumed. For a QKD
protocol with this detector model, we can perform a security proof with
characterized efficiency mismatch and without photon-number cut-off assumption.
Our method also shows that in the absence of efficiency mismatch in our
detector model, the key rate increases if the loss due to detection
inefficiency is assumed to be outside of the adversary's control, as compared
to the view where for a security proof this loss is attributed to the action of
the adversary.
- Abstract（参考訳）: しきい値検出器を用いた量子鍵分布(QKD)プロトコルは、高性能QKD実証を駆動している。
対応するセキュリティ証明は通常、すべての物理検出器が同じ検出効率を持つと仮定する。
しかし、実際に使用される検出器の効率は、これらの検出器の製造とセットアップによってミスマッチを示す可能性がある。
ミスマッチは、受信信号の異なる空間-時間モードが検出器と異なる結合を持つ可能性があるためにも引き起こされる。
本稿では,通常の仮定を伴わずにセキュリティ証明を提供する手法を開発した。
本手法は,敵の攻撃戦略を制限することなく,検出効率のミスマッチを考慮に入れることができる。
特に、我々のセキュリティ証明が実際の状況に直接適用されるように、入ってくる信号の光子数のカットオフは一切頼らない。
本稿では,偏光符号化用に設計され,複数の時空間モードに敏感な受信機について述べる。
検出器モデルでは、任意の空間-時間モード間の量子干渉の欠如を仮定する。
この検出器モデルを用いたQKDプロトコルでは、効率のミスマッチを特徴とし、光子数のカットオフ仮定なしでセキュリティ証明を行うことができる。
また, 本手法では, 検知モデルの効率的ミスマッチがなければ, 検出非効率による損失が敵の制御の外にあると仮定した場合に, 鍵レートが増加することを示した。
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