Fugu-MT 論文翻訳(概要): Optimised Multithreaded CV-QKD Reconciliation for Global Quantum Networks

論文の概要: Optimised Multithreaded CV-QKD Reconciliation for Global Quantum Networks

arxiv url: http://arxiv.org/abs/2108.08418v4
Date: Fri, 19 Nov 2021 04:22:49 GMT
ステータス: 処理完了
システム内更新日: 2023-03-18 01:24:30.910667
Title: Optimised Multithreaded CV-QKD Reconciliation for Global Quantum Networks
Title（参考訳）: グローバル量子ネットワークのための最適マルチスレッドCV-QKD再構成
Authors: Xiaoyu Ai and Robert Malaney
Abstract要約: 量子鍵分配システムは、量子チャネル特性の推定とセキュア鍵ビットの抽出を必要とする。標準的なプロセッサでは、必要な数の量子信号を調整するのに数時間かかることがある。新しい解法は、最適化されていない和解に対する最終鍵レートを著しく増加させる。
参考スコア（独自算出の注目度）: 3.4519649635864584
License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
Abstract: Designing a practical Continuous Variable (CV) Quantum Key Distribution (QKD) system requires an estimation of the quantum channel characteristics and the extraction of secure key bits based on a large number of distributed quantum signals. Meeting this requirement in short timescales is difficult. On standard processors, it can take several hours to reconcile the required number of quantum signals. This problem is exacerbated in the context of Low Earth Orbit (LEO) satellite CV-QKD, in which the satellite flyover time is constrained to be less than a few minutes. A potential solution to this problem is massive parallelisation of the classical reconciliation process in which a large-code block is subdivided into many shorter blocks for individual decoding. However, the penalty of this procedure on the important final secured key rate is non-trivial to determine and hitherto has not been formally analysed. Ideally, a determination of the optimal reduced block size, maximising the final key rate, would be forthcoming in such an analysis. In this work, we fill this important knowledge gap via detailed analyses and experimental verification of a CV-QKD sliced reconciliation protocol that uses large block-length low-density parity-check decoders. Our new solution results in a significant increase in the final key rate relative to non-optimised reconciliation. In addition, it allows for the acquisition of quantum secured messages between terrestrial stations and LEO satellites within a flyover timescale even using off-the-shelf processors. Our work points the way to optimised global quantum networks secured via fundamental physics.
Abstract（参考訳）: 実用的な連続可変(CV)量子鍵分布(QKD)システムの設計には、多数の分散量子信号に基づいて、量子チャネル特性とセキュアな鍵ビットの抽出を推定する必要がある。この要件を短時間で満たすのは難しい。標準プロセッサでは、必要な数の量子信号の調整に数時間かかることがある。この問題は、低地球軌道(LEO)衛星CV-QKDの文脈で悪化しており、衛星のフライオーバー時間は数分未満である。この問題に対する潜在的な解決策は、個々の復号のために大きな符号ブロックを多くの短いブロックに分割した古典的再結合プロセスの大規模並列化である。しかし、重要な最終保証鍵レートに対するこの手続きのペナルティは、決定し、ヒッヘルトが正式に分析されていないことは自明ではない。理想的には、最終鍵レートを最大化する最適なブロックサイズの決定は、そのような分析で予想される。本研究では,大容量ブロック長パリティチェックデコーダを用いたcv-qkdスライスリコンシリエーションプロトコルの詳細な解析と実験的検証を通じて,この重要な知識ギャップを埋める。我々の新しいソリューションは、最適化されていない和解に対する最終鍵レートを著しく増加させる。さらに、地上ステーションとLEO衛星の間で、オフザシェルフプロセッサを使用しても、フライオーバータイムスケールで量子セキュアなメッセージを取得することができる。我々の研究は、基本物理学によって確保されたグローバル量子ネットワークの最適化方法を示している。

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