論文の概要: Finite-key analysis of loss-tolerant quantum key distribution based on random sampling theory

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2101.12603v2
• Date: Fri, 21 Oct 2022 00:34:15 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-04-13 08:51:09.251515
• Title: Finite-key analysis of loss-tolerant quantum key distribution based on random sampling theory
• Title（参考訳）: ランダムサンプリング理論に基づく損失耐性量子鍵分布の有限鍵解析
• Authors: Guillermo Curr\'as-Lorenzo, \'Alvaro Navarrete, Margarida Pereira, Kiyoshi Tamaki
• Abstract要約: 汎用攻撃に対するLTプロトコルの代替セキュリティ解析を提案する。 我々のセキュリティ証明は、以前の有限鍵解析よりもかなり高い秘密鍵レートを提供する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: The core of security proofs of quantum key distribution (QKD) is the estimation of a parameter that determines the amount of privacy amplification that the users need to apply in order to distill a secret key. To estimate this parameter using the observed data, one needs to apply concentration inequalities, such as random sampling theory or Azuma's inequality. The latter can be straightforwardly employed in a wider class of QKD protocols, including those that do not rely on mutually unbiased encoding bases, such as the loss-tolerant (LT) protocol. However, when applied to real-life finite-length QKD experiments, Azuma's inequality typically results in substantially lower secret-key rates. Here, we propose an alternative security analysis of the LT protocol against general attacks, for both its prepare-and-measure and measure-device-independent versions, that is based on random sampling theory. Consequently, our security proof provides considerably higher secret-key rates than the previous finite-key analysis based on Azuma's inequality. This work opens up the possibility of using random sampling theory to provide alternative security proofs for other QKD protocols.
• Abstract（参考訳）: 量子鍵分布(QKD)のセキュリティ証明の核心は、秘密鍵を蒸留するためにユーザーが適用しなければならないプライバシー増幅の量を決定するパラメータを推定することである。 このパラメータを観測データを用いて推定するには,ランダムサンプリング理論や吾妻の不等式などの濃度不等式を適用する必要がある。 後者は、損失耐性(LT)プロトコルなど、相互にバイアスのない符号化ベースに依存しないものを含む、より広範なQKDプロトコルで簡単に使用できる。 しかし、実寿命の有限長qkd実験に適用すると、吾妻の不等式は極端に低い秘密鍵率となる。 本稿では,一般攻撃に対するLTプロトコルの代替セキュリティ解析を,ランダムサンプリング理論に基づくその準備・測定・測定・デバイス非依存バージョンに対して提案する。 その結果,吾妻の不等式に基づく従来の有限鍵解析よりも高い秘密鍵レートが得られた。 この研究は、ランダムサンプリング理論を用いて他のQKDプロトコルの代替セキュリティ証明を提供する可能性を開く。

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