論文の概要: Security of discrete-modulated continuous-variable quantum key distribution

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2303.09255v3
• Date: Fri, 29 Sep 2023 02:53:09 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-10-02 19:18:53.415339
• Title: Security of discrete-modulated continuous-variable quantum key distribution
• Title（参考訳）: 離散変調連続可変量子鍵分布のセキュリティ
• Authors: Stefan B\"auml, Carlos Pascual Garc\'ia, Victoria Wright, Omar Fawzi, Antonio Ac\'in
• Abstract要約: 離散変調による連続可変量子鍵分布は、広く利用可能な光学素子と既存の通信インフラを用いて情報理論のセキュリティを提供する可能性がある。 我々は,これまで離散変数の設定に用いられてきたエントロピー累積定理を適用し,コヒーレントアタックに対する有限サイズセキュリティを証明した。 私たちの分析では、ラウンド距離あたり0.1-10-4$ビットの範囲で、有限の場合と現実的なパラメータでは、n=1012$ラウンドの後に10ドルGbitsの秘密鍵の順序と数十kmの距離が得られます。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 4.974815773537217
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Continuous variable quantum key distribution with discrete modulation has the potential to provide information-theoretic security using widely available optical elements and existing telecom infrastructure. While their implementation is significantly simpler than that for protocols based on Gaussian modulation, proving their finite-size security against coherent attacks poses a challenge. In this work we apply the entropy accumulation theorem, a tool that has previously been used in the setting of discrete variables, to prove finite-size security against coherent attacks for a discrete-modulated quantum key distribution protocol involving four coherent states and heterodyne detection. To do so, and contrary to previous approaches, we consider a protocol in which all the information is discretized. We first bound its asymptotic rate under a realistic photon number cutoff assumption. This bound is then upgraded into a finite-size security proof using entropy accumulation. Our analysis provides asymptotic rates in the range of $0.1-10^{-4}$ bits per round for distances up to hundred kilometres, while in the finite case and for realistic parameters, we get of the order of $10$ Gbits of secret key after $n=10^{12}$ rounds and distances of few tens of kilometres.
• Abstract（参考訳）: 離散変調による連続可変量子鍵分布は、広く利用可能な光学素子と既存の通信インフラを用いて情報理論のセキュリティを提供する可能性がある。 その実装はガウス変調に基づくプロトコルよりもはるかに単純であるが、コヒーレント攻撃に対する有限サイズのセキュリティを証明することは困難である。 本研究では、4つのコヒーレント状態とヘテロダイン検出を含む離散変調量子鍵分布プロトコルに対するコヒーレント攻撃に対する有限サイズのセキュリティを証明するために、これまで離散変数の設定に用いられてきたエントロピー累積定理を適用する。 そのために,従来の手法とは対照的に,すべての情報を離散化するプロトコルを考える。 我々はまず、その漸近速度を現実的なフォトン数カットオフ仮定の下で制限した。 この境界はエントロピー蓄積を用いた有限サイズのセキュリティ証明にアップグレードされる。 解析では、ラウンドあたり0.1-10^{-4}$bitsの範囲において、最大100kmまでの距離に対して漸近的なレートが与えられ、有限の場合と現実的なパラメータでは、n=10^{12}$ rounds と数十kmの距離の後に10ドルgbitsの秘密鍵が与えられる。

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