論文の概要: Reference-frame-independent design of phase-matching quantum key distribution

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2109.07241v1
• Date: Wed, 15 Sep 2021 12:22:16 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-15 00:58:10.896300
• Title: Reference-frame-independent design of phase-matching quantum key distribution
• Title（参考訳）: 位相整合量子鍵分布の参照フレーム非依存設計
• Authors: Anran Jin, Pei Zeng, Richard V. Penty and Xiongfeng Ma
• Abstract要約: 本稿では,高次元鍵符号化空間を導入することで,位相整合量子鍵分布の参照フレーム独立設計を提案する。 本稿では, この高次元位相整合量子鍵分布のセキュリティ証明を行い, 17次元のプロトコルが任意の不整合度に完全に免疫し, 位相ゆらぎが遅いことをシミュレーションで実証する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.1529342790344802
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: The recently proposed phase-matching quantum key distribution offers means to overcome the linear key rate-transmittance bound. Since the key information is encoded onto the phases of coherent states, the misalignment between the two remote reference frames would yield errors and significantly degrade the key generation rate from the ideal case. In this work, we propose a reference-frame-independent design of phase-matching quantum key distribution by introducing high-dimensional key encoding space. With encoded phases spanning the unit circle, the error statistics at arbitrary fixed phase reference difference can be recovered and treated separately, from which the misalignment angle can be identified. By naturally extending the binary encoding symmetry and complementarity to high dimensions, we present a security proof of this high-dimensional phase-matching quantum key distribution and demonstrate with simulation that a 17-dimensional protocol is completely immune to any degree of fixed misalignment and robust to slow phase fluctuations. We expect the high-dimensional protocol to be a practical reference-frame-independent design for general phase-encoding schemes where high-dimensional encoding is relatively easy to implement.
• Abstract（参考訳）: 最近提案された位相整合量子鍵分布は、線形鍵レート-伝達境界を克服する手段である。 鍵情報はコヒーレント状態の位相に符号化されるので、2つのリモート参照フレーム間のミスアライメントはエラーを引き起こし、キー生成率を理想的な場合から著しく低下させる。 本研究では,高次元鍵符号化空間を導入し,位相整合量子鍵分布の参照フレーム独立設計を提案する。 単位円にまたがる符号化位相では、任意の固定位相参照差分における誤差統計を分離して処理することができ、そこから不一致角を識別できる。 この高次元位相整合量子鍵分布のセキュリティ証明を自然に2次符号化対称性と相補性を高次元に拡張することにより、17次元のプロトコルが任意の不整合に完全に免疫し、位相変動が遅くなることを示す。 我々は,高次元符号化が比較的実装が容易な一般位相符号化方式に対して,高次元プロトコルを実用的な参照フレームに依存しない設計として期待する。

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