論文の概要: Homodyne Detection Quadrature Phase Shift Keying Continuous-Variable Quantum Key Distribution with High Excess Noise Tolerance

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2104.11152v4
• Date: Sat, 13 Nov 2021 07:53:03 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-04-02 20:08:09.757242
• Title: Homodyne Detection Quadrature Phase Shift Keying Continuous-Variable Quantum Key Distribution with High Excess Noise Tolerance
• Title（参考訳）: 高耐雑音性を有する連続可変量子鍵分布を有するホモダイン検出二次位相シフト鍵
• Authors: Wen-Bo Liu, Chen-Long Li, Yuan-Mei Xie, Chen-Xun Weng, Jie Gu, Xiao-Yu Cao, Yu-Shuo Lu, Bing-Hong Li, Hua-Lei Yin, Zeng-Bing Chen
• Abstract要約: 二次位相シフト鍵方式を用いたホモダイン検出プロトコルを提案する。 情報漏洩を制限することにより,提案プロトコルは高レベルの耐雑音性を実現する。 その結果、現在のプロトコルでは、ほぼ都市間領域で鍵を分散することが可能であることが示唆された。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 7.87972015113057
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Discrete-modulated continuous-variable quantum key distribution with homodyne detection is widely recognized for its ease of implementation, efficiency with respect to error correction, and its compatibility with modern optical communication devices. However, recent studies report that the application of homodyne detection obtains poor tolerance to excess noise and insufficient transmission distance, hence seriously restricting the large-scale deployment of quantum secure communication networks. In this paper, we propose a homodyne detection protocol using the quadrature phase shift keying technique. By limiting information leakage, our proposed protocol enhances excess noise tolerance to a high level. Furthermore, we demonstrate that homodyne detection performs better than heterodyne detection in quaternary-modulated continuous-variable quantum key distribution under the untrusted detector noise scenario. The security is analyzed using the tight numerical method against collective attacks in the asymptotic regime. Our results imply that the current protocol is able to distribute keys in nearly intercity area and thus paves the way for constructing low-cost quantum secure communication networks.
• Abstract（参考訳）: ホモダイン検出による離散変調連続可変量子鍵分布は、実装の容易さ、誤り訂正に対する効率性、近代光学通信装置との互換性で広く認識されている。 しかし,近年の研究では,ホモダイン検出の応用は余剰ノイズに対する耐性が低く,伝送距離が不十分であり,量子セキュア通信ネットワークの大規模展開が著しく制限されていることが報告されている。 本稿では,二次位相シフトキー方式を用いたホモダイン検出プロトコルを提案する。 情報漏洩を制限することにより,提案プロトコルは高レベルの耐雑音性を実現する。 さらに,非信頼検出器雑音下での4次変調連続可変量子鍵分布におけるホモダイン検出はヘテロダイン検出よりも優れた性能を示す。 漸近的体制における集団攻撃に対する厳密な数値法を用いて, セキュリティを解析する。 その結果,現在のプロトコルでは,ほぼ都市間領域に鍵を分散することが可能であり,低コストな量子セキュア通信ネットワーク構築の道筋をたどることが示唆された。

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