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

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2301.08686v2
• Date: Thu, 12 Oct 2023 16:13:01 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-10-15 15:28:01.535598
• 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,一般的なDM CV-QKDプロトコルに対して,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、セキュア鍵レートの厳密な下限を計算するために、数値的なセキュリティ証明手法を拡張し、適用する。 その結果,少なくとも72kmの伝送距離で実験可能な条件下では,セキュアな有限サイズ鍵レート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）: 4.58733012283457
• 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 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 and address the issue of acceptance sets in protocols and their security proof. We want to highlight, that our method also allows for nonunique acceptance statistics, which is necessary in practise. 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 nonideal detectors. The results show that our security proof method yields secure finite-size key rates under experimentally viable conditions up to at least 72km 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。 我々は,dm cv-qkdプロトコルの独立かつ同一分散した集団攻撃に対する,構成可能な有限サイズの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フレームワーク内で厳密にセキュリティを証明するための新しいエネルギーテスト定理を導入し、プロトコルの受け入れ集合とそのセキュリティ証明の問題に対処する。 また,本手法では,実践に必要な非特異な受理統計も可能であることも強調したい。 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。 本手法の実証には, 信頼できない, 理想的, 信頼性の高い非理想的検出器に対して, 二次位相シフト鍵プロトコルを適用する。 その結果,少なくとも72kmの伝送距離を持つ実験条件下では,セキュア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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