論文の概要: Automated design of quantum optical experiments for device-independent quantum key distribution

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2209.06468v2
• Date: Thu, 15 Sep 2022 07:13:05 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-01-26 17:06:16.873830
• Title: Automated design of quantum optical experiments for device-independent quantum key distribution
• Title（参考訳）: デバイス非依存量子鍵分布のための量子光学実験の自動設計
• Authors: Xavier Valcarce, Pavel Sekatski, Elie Gouzien, Alexey Melnikov and Nicolas Sangouard
• Abstract要約: デバイス非依存量子鍵分布(DIQKD)は、標準QKDプロトコルのサイドチャネル攻撃に脆弱性を還元する。 本稿では、強化学習、最適化アルゴリズム、量子光学実験の独自の効率的なシミュレーションを組み合わせた手法を提案する。 このアルゴリズムをDIQKDに適用すると、予期せぬ実験的な構成が得られ、高い鍵レートと損失やノイズに対する高い耐性が得られる。
• 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: Device-independent quantum key distribution (DIQKD) reduces the vulnerability to side-channel attacks of standard QKD protocols by removing the need for characterized quantum devices. The higher security guarantees come however, at the price of a challenging implementation. Here, we tackle the question of the conception of an experiment for implementing DIQKD with photonic devices. We introduce a technique combining reinforcement learning, optimisation algorithm and a custom efficient simulation of quantum optics experiments to automate the design of photonic setups maximizing a given function of the measurement statistics. Applying the algorithm to DIQKD, we get unexpected experimental configurations leading to high key rates and to a high resistance to loss and noise. These configurations might be helpful to facilitate a first implementation of DIQKD with photonic devices and for future developments targeting improved performances.
• Abstract（参考訳）: デバイス非依存量子鍵分布(DIQKD)は、特徴量子デバイスの必要性を取り除くことにより、標準QKDプロトコルのサイドチャネルアタックに脆弱性を還元する。 しかし、より高いセキュリティ保証は、挑戦的な実装の値段でもたらされる。 そこで本研究では,DIQKDをフォトニックデバイスに実装する実験のコンセプトに挑戦する。 本稿では,強化学習と最適化アルゴリズム,量子光学実験のカスタム効率シミュレーションを組み合わせた手法を導入し,測定統計の所定の関数を最大化するフォトニックセットアップの設計を自動化する。 このアルゴリズムをDIQKDに適用すると、予期せぬ実験的な構成が得られ、高い鍵レートと損失やノイズに対する高い耐性が得られる。 これらの構成は、フォトニックデバイスによるDIQKDの最初の実装を容易にし、パフォーマンスの改善を目的とした将来の開発に役立つかもしれない。

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