論文の概要: Finite-key analysis for twin-field quantum key distribution based on generalized operator dominance condition

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2007.08861v1
• Date: Fri, 17 Jul 2020 09:41:06 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-09 05:09:22.339522
• Title: Finite-key analysis for twin-field quantum key distribution based on generalized operator dominance condition
• Title（参考訳）: 一般化作用素支配条件に基づく双フィールド量子鍵分布の有限鍵解析
• Authors: Rui-Qiang Wang, Zhen-Qiang Yin, Feng-Yu Lu, Rong Wang, Shuang Wang, Wei Chen, Wei Huang, Bing-Jie Xu, Guang-Can Guo and Zheng-Fu Han
• Abstract要約: 量子鍵分布(QKD)は、物理学の法則によって保証される秘密鍵ビットを共有するのに役立つ。 近年、ツインフィールド(TF)QKDは、速度-距離制限に打ち勝つことができるため、熱心に研究されている。 演算子支配条件によるTF-QKDの有限鍵解析の改善を提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 23.004519226886444
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Quantum key distribution (QKD) can help two distant peers to share secret key bits, whose security is guaranteed by the law of physics. In practice, the secret key rate of a QKD protocol is always lowered with the increasing of channel distance, which severely limits the applications of QKD. Recently, twin-field (TF) QKD has been proposed and intensively studied, since it can beat the rate-distance limit and greatly increase the achievable distance of QKD. Remarkalebly, K. Maeda et. al. proposed a simple finite-key analysis for TF-QKD based on operator dominance condition. Although they showed that their method is sufficient to beat the rate-distance limit, their operator dominance condition is not general, i.e. it can be only applied in three decoy states scenarios, which implies that its key rate cannot be increased by introducing more decoy states, and also cannot reach the asymptotic bound even in case of preparing infinite decoy states and optical pulses. Here, to bridge this gap, we propose an improved finite-key analysis of TF-QKD through devising new operator dominance condition. We show that by adding the number of decoy states, the secret key rate can be furtherly improved and approach the asymptotic bound. Our theory can be directly used in TF-QKD experiment to obtain higher secret key rate. Our results can be directly used in experiments to obtain higher key rates.
• Abstract（参考訳）: 量子鍵分布(QKD)は、物理学の法則によって保証される秘密鍵ビットを共有するのに役立つ。 実際には、QKDプロトコルの秘密鍵レートは、チャンネル距離の増加によって常に低下し、QKDの適用を著しく制限する。 近年, ツインフィールド (TF) QKD が提案され, 比抵抗限界に打ち勝つことができ, 達成可能な QKD の距離を大幅に増加させることができる。 K. Maeda et。 演算子支配条件に基づくTF-QKDの単純な有限鍵解析を提案した。 彼らは、それらの方法が速度距離限界を超えるには十分であることを示したが、その演算子支配条件は一般的ではない、すなわち、3つのデコイ状態シナリオにのみ適用できる、つまり、より多くのデコイ状態を導入することで鍵レートを増加させることは不可能であり、無限デコイ状態と光パルスを準備しても漸近境界に達することができないことを意味する。 本稿では,このギャップを埋めるために,新たな演算子支配条件を考案し,tf-qkdの有限鍵解析を改善することを提案する。 我々は,デコイ数を増加させることで,秘密鍵率をさらに向上させ,漸近境界に接近できることを示す。 我々の理論はTF-QKD実験で直接的に利用でき、高い秘密鍵レートが得られる。 我々の結果は、高いキーレートを得るために実験で直接使用できる。

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