論文の概要: A novel approach to reducing information leakage for quantum key distribution

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2104.13580v2
• Date: Sun, 21 Nov 2021 08:43:28 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-04-02 04:45:08.730984
• Title: A novel approach to reducing information leakage for quantum key distribution
• Title（参考訳）: 量子鍵分布における情報漏洩を低減する新しい手法
• Authors: Hao-Kun Mao, Qiang Zhao, Yu-Cheng Qiao, Bing-Ze Yan, Bing-Jie Xu, Ahmed A. Abd EL-Latif and Qiong Li
• Abstract要約: 本稿では,量子部と後処理部の情報漏洩をさらに低減するための新しい手法を提案する。 複数光子パルスのみによる後処理部の情報漏洩は, 前回の研究では2回検討されている。 我々は、デコイBB84と送信または送信しないツインフィールドプロトコルの情報漏洩量を計算する公式を導出する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 5.9564982060176765
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Quantum key distribution (QKD) is an important branch of quantum information science as it holds promise for unconditionally secure communication. For QKD research, a central issue is to improve the final secure key rate (SKR) and the maximal transmission distance. To address this issue, most works focused on reducing the information leakage of QKD. In this paper, we propose a novel approach to further reduce the information leakage by specially considering the overlap between the information leakage of quantum part and post-processing part. The overlap means that the information leakage of post-processing part caused solely by multi-photon pulses is considered twice in previous studies, i.e., both in quantum part and post-processing part. Since the information carried by multi-photon pulses has been considered as completely known by Eve through the photon-number-splitting attack in quantum part, there is no need to consider it in post-processing part repetitively during the SKR calculation. Therefore, our approach can theoretically reduce the information leakage of a QKD protocol. Based on this idea, we derive the formulas to calculate the amount of information leakage for decoy-BB84 and sending-or-not-sending twin-field protocols. Simulation results for these two typical protocols also demonstrate that our approach evidently improves the SKR as well as the maximal transmission distance under practical experimental parameters.
• Abstract（参考訳）: 量子鍵分布(QKD)は、無条件でセキュアな通信を約束する量子情報科学の重要な分野である。 QKD研究では、最終安全鍵レート(SKR)と最大伝送距離を改善することが中心的な課題である。 この問題に対処するため、ほとんどの研究はQKDの情報漏洩を減らすことに重点を置いている。 本稿では,量子部分の情報漏洩と後処理部分との重なりを特に考慮し,情報漏洩を一層低減する新しい手法を提案する。 この重なりは、前の研究、すなわち量子部分と後処理部分の両方において、多重光子パルスのみによる後処理部分の情報漏洩が2回考慮されることを意味する。 多光子パルスによって運ばれる情報は、量子部分における光子数分割攻撃によって、eveによって完全に知られていると考えられるので、skr計算中に繰り返し処理部で考慮する必要はない。 したがって,提案手法は理論的にQKDプロトコルの情報漏洩を低減することができる。 この考え方に基づき、decoy-bb84 および send-or-not-sending twin-field protocol の情報漏洩量を計算する公式を導出する。 これら2つの典型的なプロトコルのシミュレーション結果から,本手法はscrと最大伝送距離を実用的実験パラメータで明らかに改善することを示した。

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