論文の概要: New Security Proof of a Restricted High-Dimensional QKD Protocol
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2307.09560v3
- Date: Wed, 7 Feb 2024 20:54:38 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-02-09 11:34:07.038078
- Title: New Security Proof of a Restricted High-Dimensional QKD Protocol
- Title（参考訳）: 制限付き高次元QKDプロトコルの新しいセキュリティ証明
- Authors: Hasan Iqbal and Walter O. Krawec
- Abstract要約: 高次元(HD)状態は量子暗号に適用する場合、いくつかの興味深い性質を持つことが知られている。
本稿では,Alice と Bob が相互に偏りのない完全なベースで送信・測定できるような,特定の HD-QKD プロトコルを再検討する。
我々は、新しいセキュリティの証明を提供し、脱分極チャネルに対して明示的なキーレート方程式を与え、任意の高次元状態に対するキーレートを評価する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.58975348104054
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: High-dimensional (HD) states are known to have several interesting properties
when applied to quantum cryptography. For quantum key distribution (QKD), these
states have the potential to improve noise tolerance and efficiency. However,
creating, and measuring, HD states is technologically challenging, thus making
it important to study HD-QKD protocols where Alice and Bob are restricted in
their quantum capabilities. In this paper, we revisit a particular HD-QKD
protocol, introduced in (PRA 97 (4):042347, 2018), which does not require Alice
and Bob to be capable of sending and measuring in full mutually unbiased bases.
In a way, the protocol is a HD version of the three state BB84: one full basis
is used for key distillation, but only a single state is used, from an
alternative basis, for testing the fidelity of the channel.
The previous proof of security for this protocol has relied on numerical
methods, making it difficult to evaluate for high dimensions. In this work, we
provide a new proof of security, and give an explicit key-rate equation for
depolarization channels, allowing us to evaluate the key-rate for arbitrarily
high dimensional states. Furthermore, our new proof produces better results
than prior work for dimensions greater than eight, and shows that HD-states can
benefit restricted protocols of this nature.
- Abstract（参考訳）: 高次元(hd)状態は量子暗号に適用するといくつかの興味深い性質を持つことが知られている。
量子鍵分布(QKD)では、これらの状態は耐雑音性と効率性を改善する可能性がある。
しかし、HD状態の生成と測定は技術的に難しいため、アリスとボブが量子能力に制限されるHD-QKDプロトコルを研究することが重要である。
本稿では,AliceとBobが相互に偏りのない全ベースで送信・測定する必要がない,特定のHD-QKDプロトコル(PRA 97 (4):042347, 2018)を再検討する。
ある意味では、このプロトコルは3つの状態bb84のhdバージョンである: 1つの完全基底はキー蒸留に使われるが、チャネルの忠実性をテストするために1つの状態だけを使用する。
このプロトコルの以前のセキュリティの証明は数値的な方法に依存しているため、高次元の評価は困難である。
本研究では,セキュリティの新たな証明を提供し,脱分極チャネルに対する明示的なキーレート方程式を与え,任意の高次元状態に対するキーレートの評価を可能にする。
さらに,本論文では,8次元以上の先行研究よりも優れた結果が得られ,HD状態が制限されたプロトコルの恩恵を受けることを示す。
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