論文の概要: Discrete-modulation continuous-variable quantum key distribution with
high key rate
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2112.00214v1
- Date: Wed, 1 Dec 2021 01:26:04 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-06 05:00:03.866429
- Title: Discrete-modulation continuous-variable quantum key distribution with
high key rate
- Title（参考訳）: 高キーレートの離散変調連続可変量子鍵分布
- Authors: Pu Wang, Jianqiang Liu, Zhenguo Lu, Xuyang Wang, and Yongmin Li
- Abstract要約: その結果,8-PSKは4-PSKに比べて約60%増加し,キーレートは8-PSKから12-PSKに大きく改善しなかった。
次に、12-PSKを内側の環に4つの状態と外側の環に8つの状態を持つ2環の星座構造に拡張し、キーレートを4-PSKの2.4倍に向上させる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 5.3670093545848525
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Discrete-modulation continuous-variable quantum key distribution has the
potential for large-scale deployment in the secure quantum communication
networks due to low implementation complexity and compatibility with the
current telecom systems. The security proof for four coherent states
phase-shift keying (4-PSK) protocol has recently been established by applying
numerical methods. However, the achievable key rate is relatively low compared
with the optimal Gaussian modulation scheme. To enhance the key rate of
discrete-modulation protocol, we first show that 8-PSK increases the key rate
by about 60\% in comparison to 4-PSK, whereas the key rate has no significant
improvement from 8-PSK to 12-PSK. We then expand the 12-PSK to two-ring
constellation structure with four states in the inner ring and eight states in
the outer ring, which significantly improves the key rate to be 2.4 times of
that of 4-PSK. The key rate of the two-ring constellation structure can reach
70\% of the key rate achieved by Gaussian modulation in long distance
transmissions, making this protocol an attractive alternative for high-rate and
low-cost application in secure quantum communication networks.
- Abstract（参考訳）: 離散変調連続可変量子鍵分布は、実装の複雑さが低く、現在の通信システムと互換性があるため、セキュアな量子通信ネットワークに大規模に展開する可能性がある。
4つのコヒーレント状態の位相シフト鍵(4-PSK)プロトコルのセキュリティ証明は、最近、数値的手法を適用して確立されている。
しかし、達成可能な鍵レートは最適なガウス変調スキームと比較すると比較的低い。
離散変調プロトコルの鍵レートを高めるために,まず,8-PSKは4-PSKに比べて約60\%増加し,キーレートは8-PSKから12-PSKに大きく改善されていないことを示す。
次に、12-PSKを内輪の4つの状態と外輪の8つの状態を持つ2環の星座構造に拡張し、キーレートを4-PSKの2.4倍に向上させる。
2環星座構造の鍵レートは、長距離伝送におけるガウス変調によって達成される鍵レートの70%に達することができ、このプロトコルはセキュアな量子通信ネットワークにおける高速で低コストな応用の魅力的な代替となる。
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