論文の概要: Strengthening practical continuous-variable quantum key distribution systems against measurement angular error

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2107.01798v1
• Date: Mon, 5 Jul 2021 05:28:45 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-23 09:16:13.317588
• Title: Strengthening practical continuous-variable quantum key distribution systems against measurement angular error
• Title（参考訳）: 測定角誤差に対する実用連続可変量子鍵分布系の強化
• Authors: Tao Shen, Yundi Huang, Xiangyu Wang, Huiping Tian, Ziyang Chen, Song Yu
• Abstract要約: 光位相シフト器は、ヘテロダイン検出を伴う連続可変量子鍵分布系において必要である。 実用システムにおける測定角誤差の具体的な解釈とそれに対応する絡み合いに基づく記述について述べる。 測定角誤差は安全性を著しく低下させるが,提案手法はCV-QKDシステムの性能向上に有効である。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 13.412260215940213
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: The optical phase shifter that constantly rotates the local oscillator phase is a necessity in continuous-variable quantum key distribution systems with heterodyne detection. In previous experimental implementations, the optical phase shifter is generally regarded as an ideal passive optical device that perfectly rotates the phase of the electromagnetic wave of $90^\circ$. However, the optical phase shifter in practice introduces imperfections, mainly the measurement angular error, which inevitably deteriorates the security of the practical systems. Here, we will give a concrete interpretation of measurement angular error in practical systems and the corresponding entanglement-based description. Subsequently, from the parameter estimation, we deduce the overestimated excess noise and the underestimated transmittance, which lead to a reduction in the final secret key rate. Simultaneously, we propose an estimation method of the measurement angular error. Next, the practical security analysis is provided in detail, and the effect of the measurement angular error and its corresponding compensation scheme are demonstrated. We conclude that measurement angular error severely degrades the security, but the proposed calibration and compensation method can significantly help improve the performance of the practical CV-QKD systems.
• Abstract（参考訳）: 局所振動子位相を常に回転させる光位相シフト器は、ヘテロダイン検出を伴う連続可変量子鍵分布系において必須である。 従来の実験では、光位相シフト器は一般的に90^\circ$の電磁波の位相を完全に回転させる理想的な受動光学デバイスと見なされている。 しかし、実際には光学位相シフト器は、主に測定角誤差である欠陥を導入し、実用システムのセキュリティを必然的に悪化させる。 ここでは,実用システムにおける測定角誤差の具体的な解釈と対応する絡み合いに基づく記述について述べる。 その後、パラメータ推定から過大評価された余剰ノイズと過小評価された透過率を推定し、最終的な秘密鍵レートを低下させる。 同時に,測定角誤差の推定手法を提案する。 次に, 現実的なセキュリティ分析を行い, 測定角誤差と対応する補償スキームの効果を示す。 測定角誤差は安全性を著しく低下させるが,提案手法は実用的なcv-qkdシステムの性能向上に寄与する。

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