論文の概要: Finite-Size Security for Discrete-Modulated Continuous-Variable Quantum Key Distribution Protocols

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2301.08686v1
• Date: Fri, 20 Jan 2023 17:16:21 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-01-23 12:54:07.823384
• Title: Finite-Size Security for Discrete-Modulated Continuous-Variable Quantum Key Distribution Protocols
• Title（参考訳）: 離散変調連続変数量子鍵分散プロトコルの有限サイズセキュリティ
• Authors: Florian Kanitschar, Ian George, Jie Lin, Twesh Upadhyaya and Norbert L\"utkenhaus
• Abstract要約: 本稿では,DM CV-QKDプロトコルに対する独立かつ同一に分散された集団攻撃に対して,構成可能な有限サイズセキュリティ証明を提案する。 我々は、いわゆる受け入れテストに関するセキュリティの議論を立証し、これは有限サイズ体制における適切な統計分析であると主張している。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.4319145766372445
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Discrete-Modulated (DM) Continuous-Variable Quantum Key Distribution (CV-QKD) protocols are promising candidates for commercial implementations of quantum communication networks due to their experimental simplicity. While tight security analyses in the asymptotic limit exist, proofs in the finite-size regime are still subject to active research. We present a composable finite-size security proof against independently and identically distributed (i.i.d.) collective attacks for a general DM CV-QKD protocol. We introduce a new energy testing theorem to bound the effective dimension of Bob's system and rigorously prove security within Renner's epsilon-security framework. We introduce and build up our security argument on so-called acceptance testing which, as we argue, is the proper notion for the statistical analysis in the finite-size regime and replaces the concept of parameter estimation for asymptotic security analyses. Finally, we extend and apply a numerical security proof technique to calculate tight lower bounds on the secure key rate. To demonstrate our method, we apply it to a quadrature phase-shift keying protocol, both for untrusted, ideal and trusted non-ideal detectors. The results show that our security proof method yields secure finite-size key rates under experimentally viable conditions up to at least 73 km transmission distance.
• Abstract（参考訳）: 離散変調(dm)連続可変量子鍵分布(cv-qkd)プロトコルは、実験的な単純化のため、量子通信ネットワークの商用実装の候補として有望である。 漸近的限界における厳密なセキュリティ分析は存在するが、有限サイズ体制の証明はまだ活発な研究の対象である。 本稿では,DM CV-QKDプロトコルに対する独立かつ同一に分散された集団攻撃に対する構成可能な有限サイズセキュリティ証明を提案する。 我々は,bobのシステムの有効次元を制限し,rennerのepsilon-securityフレームワークにおけるセキュリティを厳密に証明するための新しいエネルギーテスト定理を提案する。 我々は, いわゆる受入試験について, 有限サイズ体制における統計的解析の適切な概念であり, 漸近的セキュリティ解析におけるパラメータ推定の概念を置き換えたセキュリティ議論を, 導入し, 構築する。 最後に,安全な鍵レートの厳密な下限を計算するために,数値的セキュリティ証明手法を拡張し,適用する。 本研究では, 信頼できない, 理想的, 信頼できない非理想的検出のための, 二次位相シフト鍵プロトコルに適用する。 その結果,少なくとも73kmの伝送距離を持つ実験条件下では,安全な有限サイズ鍵レートが得られることがわかった。

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