論文の概要: Security of discrete-modulated continuous-variable quantum key distribution
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2303.09255v4
- Date: Wed, 17 Jul 2024 14:39:52 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-07-18 23:50:47.952566
- 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 Bäuml, Carlos Pascual-García, Victoria Wright, Omar Fawzi, Antonio Acín,
- Abstract要約: 離散変調を持つ連続変数量子鍵分布は、情報理論のセキュリティを提供する可能性がある。
離散変調量子鍵分布プロトコルにおけるコヒーレント攻撃に対する有限サイズセキュリティを証明した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 4.637027109495763
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- 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 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 most of the existing schemes, we first discretize all the continuous variables generated during the protocol. This allows us to use the entropy accumulation theorem, a tool that has previously been used in the setting of discrete variables, to construct the finite-size security proof. We then compute the corresponding finite-key rates through semi-definite programming and under a photon-number cutoff. 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 $n\sim10^{11}$ 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セキュリティを証明する。
そのため、既存のスキームの多くとは対照的に、まずプロトコル中に生成された連続変数を識別する。
これにより、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用いて、有限サイズのセキュリティ証明を構築することができる。
次に、半定値プログラミングと光子数カットオフで対応する有限キーレートを計算する。
我々の分析では、1ラウンドあたり0.1-10^{-4}$bitsの範囲で100kmの距離で漸近レートを提供し、一方有限の場合と現実的なパラメータでは、$n\sim10^{11}$ roundsの後に10ドルGbitsの秘密鍵のオーダーと数十kmの距離を得る。
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