論文の概要: Converging State Distributions for Discrete Modulated CVQKD Protocols

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2305.06484v2
• Date: Fri, 2 Jun 2023 01:59:21 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-06-05 19:19:32.367605
• Title: Converging State Distributions for Discrete Modulated CVQKD Protocols
• Title（参考訳）: 離散変調CVQKDプロトコルの収束状態分布
• Authors: Micael Andrade Dias and Francisco Marcos de Assis
• Abstract要約: 秘密鍵レートの損失は、距離が大きくなるにつれてすぐに10〜5ドル以下になることを示す。 256QAMとガウス・ハーマイト・シェーピングを用いることで、秘密鍵レートの損失は、距離が大きくなるにつれてすぐに10〜5ドル以下になる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.4366811507669124
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
• Abstract: Consider the problem of using a finite set of coherent states to distribute secret keys over a quantum channel. It is known that computing the exact secret key rate in this scenario is intractable due to the infinite dimensionality of the Hilbert spaces and usually one computes a lower bound using a Gaussian equivalent bipartite state in the entangled based version of the protocol, which leads to underestimating the actual protocol capability of generating secret keys for the sake of security. Here, we define the QKD protocol's non-Gaussianity, a function quantifying the amount of secret key rate lost due to assuming a Gaussian model when a non-Gaussian modulation was used, and develop relevant properties for it. We show that if the set of coherent states is induced by a random variable approaching the AWGN channel capacity, then the protocol's non-Gaussianity vanishes, meaning that there is no loss of secret key rate due to the use of a Gaussian model for computing bound on the secret key rate. The numerical results show that by using a 256-QAM with Gauss-Hermite shaping, the loss of secret key rate quickly falls below $10^{-5}$ as the distance increases.
• Abstract（参考訳）: 量子チャネル上で秘密鍵を分配するために有限個のコヒーレント状態を使う問題を考える。 このシナリオにおける正確な秘密鍵レートの計算はヒルベルト空間の無限次元性のため難解であり、通常、プロトコルの絡み合ったバージョンでガウス等価な二成分状態を用いて下限を計算することは、セキュリティのために秘密鍵を生成する実際のプロトコル能力の過小評価につながる。 ここで、qkdプロトコルの非ガウス性(non-gaussianity)を定義し、非ガウス変調を用いた場合のガウスモデルの仮定によって失われた秘密鍵レートの量を定量化する関数である。 awgnチャネル容量に近づく確率変数によってコヒーレント状態の集合が引き起こされると、プロトコルの非ガウス性は消滅し、秘密鍵レートに縛られるガウスモデルを用いて秘密鍵レートが失われることはない。 その結果,gauss-hermite形状を持つ256-qamを使用することで,秘密鍵レートの損失は,距離が大きくなるにつれて急速に10^{-5}$以下となることがわかった。

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