論文の概要: Round-robin differential phase-time-shifting protocol for quantum key
distribution: theory and experiment
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2103.08452v1
- Date: Mon, 15 Mar 2021 15:20:09 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-08 02:08:07.573409
- Title: Round-robin differential phase-time-shifting protocol for quantum key
distribution: theory and experiment
- Title（参考訳）: 量子鍵分布のためのラウンドロビン微分位相時間シフトプロトコル:理論と実験
- Authors: Kai Wang, Ilaria Vagniluca, Jie Zhang, S{\o}ren Forchhammer,
Alessandro Zavatta, Jesper B. Christensen, Davide Bacco
- Abstract要約: 量子鍵分布(QKD)は、遠隔者間で共通の暗号鍵の確立を可能にする。
近年,信号の乱れの監視を回避できるQKDプロトコルが提案され,初期の実験で実証されている。
我々は,ラウンドロビン差動位相シフトプロトコルのセキュリティ証明を,集団攻撃シナリオにおいて導出する。
その結果,RRDPTSプロトコルは高い量子ビット誤り率の条件下で,RDPSと比較して高い秘密鍵レートが得られることがわかった。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 58.03659958248968
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Quantum key distribution (QKD) allows the establishment of common
cryptographic keys among distant parties. Many of the QKD protocols that were
introduced in the past involve the challenge of monitoring the signal
disturbance over the communication line, in order to evaluate the information
leakage to a potential eavesdropper. Recently, a QKD protocol that circumvents
the need for monitoring signal disturbance, has been proposed and demonstrated
in initial experiments. Here, we propose a new version of this so-called
round-robin differential phase-shifting (RRDPS) protocol, in which both time
and phase degrees-of-freedom are utilized to enlarge the Hilbert space
dimensionality, without increasing experimental complexity or relaxing security
assumptions. We derive the security proofs of the round-robin differential
phase-time-shifting (RRDPTS) protocol in the collective attack scenario and
benchmark the new protocol against RRDPS for different experimental parameters.
Furthermore, a proof-of-concept experiment of the RRDPTS protocol, using weak
coherent pulses and decoy-state method, is demonstrated over 80 km of fiber
link. Our results show that the RRDPTS protocol can achieve higher secret key
rate in comparison with the RRDPS, in the condition of high quantum bit error
rate.
- Abstract（参考訳）: 量子鍵分布(QKD)は、遠隔者間で共通の暗号鍵の確立を可能にする。
過去に導入されたQKDプロトコルの多くは、潜在的な盗聴者への情報漏洩を評価するために、通信回線上の信号妨害を監視するという課題を含む。
近年,信号の乱れの監視を回避できるQKDプロトコルが提案され,初期の実験で実証されている。
本稿では,実験の複雑さを高めたり,セキュリティ上の前提を緩和することなく,時間と位相の双方をヒルベルト空間次元の拡大に利用する,いわゆるラウンドロビン微分位相シフト(rrdps)プロトコルの新バージョンを提案する。
我々は,ラウンドロビン差動位相シフト(RRDPTS)プロトコルの攻撃シナリオにおけるセキュリティ証明を導き,実験パラメータの異なるRDPSに対して新しいプロトコルをベンチマークする。
さらに,弱いコヒーレントパルスとデコイ状態法を用いたrrdptsプロトコルの概念実証実験を行い,80km以上のファイバリンクを実証した。
その結果,RRDPTSプロトコルは高い量子ビット誤り率の条件下で,RDPSと比較して高い秘密鍵レートが得られることがわかった。
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