論文の概要: Imperfect Phase-Randomisation and Generalised Decoy-State Quantum Key Distribution

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2304.09401v1
• Date: Wed, 19 Apr 2023 03:34:40 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-04-20 15:39:11.157300
• Title: Imperfect Phase-Randomisation and Generalised Decoy-State Quantum Key Distribution
• Title（参考訳）: 不完全相ランダム化と一般化デコイ状態量子キー分布
• Authors: Shlok Nahar, Twesh Upadhyaya, Norbert L\"utkenhaus
• Abstract要約: 我々は、不完全な位相ランダム状態を生成するレーザー源に対応するために、デコイ状態解析を一般化する。 また,独立なパルスを放出するレーザーを用いたプロトコルの安全性を証明する理論的ツールも開発している。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
• Abstract: Decoy-state methods [1, 2] are essential to perform quantum key distribution (QKD) at large distances in the absence of single photon sources. However, the standard techniques apply only if laser pulses are used that are independent and identically distributed (iid). Moreover, they require that the laser pulses are fully phase-randomised. However, realistic high-speed QKD setups do not meet these stringent requirements [3]. In this work, we generalise decoy-state analysis to accommodate laser sources that emit imperfectly phase-randomised states. We also develop theoretical tools to prove the security of protocols with lasers that emit pulses that are independent, but not identically distributed. These tools can be used with recent work [4] to prove the security of laser sources with correlated phase distributions as well. We quantitatively demonstrate the effect of imperfect phase-randomisation on key rates by computing the key rates for a simple implementation of the three-state protocol.
• Abstract（参考訳）: デコイ状態法[1, 2]は、単一光子源が存在しない場合、広範囲に量子鍵分布(QKD)を実行するために不可欠である。 しかし、標準技術は、独立で均等に分散したレーザーパルスが用いられる場合にのみ適用される(iid)。 さらに、レーザーパルスは完全に位相ランダム化される必要がある。 しかし、現実的な高速QKDセットアップはこれらの厳密な要件を満たしていない[3]。 本研究では,不完全な位相ランダム状態を生成するレーザー源に対応するために,デコイ状態解析を一般化する。 また,独立なパルスを放出するレーザーを用いたプロトコルの安全性を証明する理論的ツールも開発している。 これらのツールは最近の研究[4]で利用でき、位相分布の相関によるレーザー源の安全性も証明できる。 3状態プロトコルの簡単な実装のための鍵レートを計算し、不完全位相ランダム化が鍵レートに与える影響を定量的に示す。

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