論文の概要: Security bounds for decoy-state QKD with arbitrary photon-number statistics

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2109.13830v1
• Date: Tue, 28 Sep 2021 15:59:49 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-13 07:27:59.939788
• Title: Security bounds for decoy-state QKD with arbitrary photon-number statistics
• Title（参考訳）: 任意の光子数統計量を持つデコイ状態QKDのセキュリティ境界
• Authors: Giulio Foletto, Francesco Picciariello, Costantino Agnesi, Paolo Villoresi, Giuseppe Vallone
• Abstract要約: デコイ状態法は量子鍵分布(QKD)プロトコルの標準化である。 任意の光子放射統計値を持つソースを用いて、デコイ状態QKDのセキュリティバウンダリを提供する。 実測的な3つの統計分布を比較することにより,境界の性能を数値的に評価する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: The decoy-state method is a standard enhancement to quantum key distribution (QKD) protocols that has enabled countless QKD experiments with inexpensive light sources. However, new technological advancements might require further theoretical study of this technique. In particular, the decoy-state method is typically described under the assumption of a Poisson statistical distribution for the number of photons in each QKD pulse. This is a practical choice, because prepare-and-measure QKD is often implemented with attenuated lasers, which produce exactly this distribution. However, sources that do not meet this assumption are not guaranteed to be compatible with decoy states. In this work, we provide security bounds for decoy-state QKD using a source with an arbitrary photon emission statistic. We consider both the asymptotic limit of infinite key and the finite-size scenario, and evaluate two common decoy-state schemes: the vacuum+weak and one-decoy protocols. We numerically evaluate the performance of the bounds, comparing three realistic statistical distributions (Poisson, thermal, binomial), showing that they are all viable options for QKD.
• Abstract（参考訳）: デコイ状態法は、安価な光源を用いた無数のQKD実験を可能にする量子鍵分布(QKD)プロトコルの標準化である。 しかし、新しい技術進歩は、この技術のさらなる理論的研究を必要とするかもしれない。 特に、デコイ状態法は典型的には、各QKDパルス中の光子数に対するポアソン統計分布の仮定の下で記述される。 これは実際的な選択であり、QKDは減衰レーザーでしばしば実装され、まさにこの分布を生成する。 しかし、この仮定を満たさないソースは、デコイ状態との互換性が保証されない。 本研究では、任意の光子放射統計値を持つソースを用いて、デコイ状態QKDのセキュリティバウンダリを提供する。 無限鍵の漸近限界と有限サイズのシナリオの両方を考え、真空+弱プロトコルと1デコイプロトコルという2つの共通のデコイ状態スキームを評価する。 実測的な3つの統計分布 (Poisson, thermal, binomial) を比較し,QKDの有効な選択肢であることを示す。

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