論文の概要: Finite-key analysis for quantum key distribution with discrete phase randomization

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2201.03039v1
• Date: Sun, 9 Jan 2022 15:45:44 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-01 21:50:41.911336
• Title: Finite-key analysis for quantum key distribution with discrete phase randomization
• Title（参考訳）: 離散位相ランダム化を用いた量子鍵分布の有限鍵解析
• Authors: Rui Qiang Wang, Zhen Qiang yin, Rong Wang, Shuang Wang and Wei Chen, Guang can Guo and Zhen fu Han
• Abstract要約: 本研究では,共役測定と量子状態の区別に基づくセキュリティ解析手法を開発した。 この結果から,0, pi/4, pi/2, ..., 7pi/4の8相の離散ランダム位相を適度に数えるTF-QKDは, 良好な性能が得られることがわかった。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 21.561489948824274
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
• Abstract: Quantum key distribution(QKD) allows two remote parties to share information-theoretic secret keys. Many QKD protocols assume the phase of encoding state can be continuous randomized from 0 to 2 pi, which, however, may be questionable in experiment. This is particularly the case in the recently proposed twin-field(TF) QKD, which has received a lot of attention, since it can increase key rate significantly and even beat some theoretical rate-loss limits. As an intuitive solution, one may introduce discrete phase-randomization instead of continuous one. However, a security proof for a QKD protocol with discrete phase-randomization in finite-key region is still missing. Here we develop a technique based on conjugate measurement and quantum state distinguishment to ana-lyze the security in this case. Our result shows that TF-QKD with reasonable number of discrete random phases, e.g. 8 phases from {0, pi/4, pi/2, ..., 7pi/4}, can achieve satisfactory performance. More importantly, as a the first proof for TF-QKD with discrete phase-randomization in finite-key region, our method is also applicable in other QKD protocols.
• Abstract（参考訳）: 量子鍵分布(QKD)により、2つのリモートパーティが情報理論秘密鍵を共有することができる。 多くのqkdプロトコルは、エンコーディング状態のフェーズを0から2 piまで連続的にランダム化できると仮定しているが、実験では疑わしい。 特に最近提案されたツインフィールド(TF)QKDは、キーレートを著しく増加させ、理論的なレートロス限界を破る可能性があるため、多くの注目を集めている。 直感的な解として、連続的な解の代わりに離散位相ランダム化を導入することができる。 しかし、有限鍵領域における離散位相ランダム化を持つQKDプロトコルのセキュリティ証明はいまだに欠落している。 ここでは,共役測定と量子状態の識別に基づく手法を開発し,この場合のセキュリティをアナライズする。 この結果から, TF-QKD は, {0, pi/4, pi/2, ..., 7pi/4} の8相の離散ランダム位相を適度に数えることを示す。 さらに、有限鍵領域における離散位相ランダム化を伴うTF-QKDの最初の証明として、本手法は他のQKDプロトコルにも適用可能である。

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