論文の概要: Improved Polar-code-based Efficient Post-processing Algorithm for Quantum Key Distribution

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2112.10586v1
• Date: Mon, 20 Dec 2021 15:03:29 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-04 00:55:35.485238
• Title: Improved Polar-code-based Efficient Post-processing Algorithm for Quantum Key Distribution
• Title（参考訳）: 量子鍵分布のための高能率後処理アルゴリズムの改良
• Authors: Junbing Fang, Zhengzhong Yi, Jin Li, Zhipeng Liang, Yulin Wu, Wen Lei, Zoe Lin Jiang and Xuan Wang
• Abstract要約: 本稿では,量子鍵分布の極符号に基づく効率的な後処理アルゴリズムを提案する。 主チャネルと有線チャネルのチャネル容量をそれぞれ解析することにより、極性符号のコードワード構造を設計する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 7.762056267745584
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Combined with one-time pad encryption scheme, quantum key distribution guarantees the unconditional security of communication in theory. However, error correction and privacy amplification in the post-processing phase of quantum key distribution result in high time delay, which limits the final secret key generation rate and the practicability of quantum key distribution systems. To alleviate this limitation, this paper proposes an efficient post-processing algorithm based on polar codes for quantum key distribution. In this algorithm, by analyzing the channel capacity of the main channel and the wiretap channel respectively under the Wyner's wiretap channel model, we design a codeword structure of polar codes, so that the error correction and privacy amplification could be completed synchronously in a single step. Through combining error correction and privacy amplification into one single step, this efficient post-processing algorithm reduces complexity of the system and lower the post-processing delay. Besides, the reliable and secure communicaiton conditions for this algorithm has been given in this paper. Simulation results show that this post-processing algorithm satisfies the reliable and secure communication conditions well.
• Abstract（参考訳）: ワンタイムパッド暗号法と組み合わせることで、量子鍵分布は理論上の通信の無条件セキュリティを保証する。 しかし、量子鍵分布の処理後フェーズにおける誤り訂正とプライバシの増幅は、最終的な秘密鍵生成率と量子鍵分布システムの実用性を制限する高時間遅延をもたらす。 この制限を軽減するために,量子鍵分布の極符号に基づく効率的な後処理アルゴリズムを提案する。 本アルゴリズムでは,ワイナーのワイヤタップチャネルモデルに基づいて,主チャネルとワイヤタップチャネルのチャネル容量をそれぞれ解析することにより,極性符号のコードワード構造を設計し,誤り訂正とプライバシ増幅を1ステップで同期的に完了するようにした。 誤り訂正とプライバシ増幅を1つのステップに組み合わせることで、この効率的な後処理アルゴリズムはシステムの複雑さを低減し、後処理の遅延を低減します。 さらに,本アルゴリズムの信頼性と安全性を両立させたコミュニシトン条件について述べる。 シミュレーションの結果,この後処理アルゴリズムは信頼性が高くセキュアな通信条件を満足できることがわかった。

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