論文の概要: Experimental decoy-state asymmetric measurement-device-independent
quantum key distribution over a turbulent high-loss channel
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2311.04334v1
- Date: Tue, 7 Nov 2023 20:36:33 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-11-09 17:57:16.592573
- Title: Experimental decoy-state asymmetric measurement-device-independent
quantum key distribution over a turbulent high-loss channel
- Title（参考訳）: 乱流高損失チャネル上のデコイ状態非対称測定-デバイス非依存量子鍵分布
- Authors: Kazi Reaz, Md Mehdi Hassan, Adrien Green, Noah Crum, George Siopsis
- Abstract要約: Measurement-Device-Independent (MDI) QKDは、信頼できない第三者が測定を行い、すべてのサイドチャネル攻撃を取り除くことを認可する。
有限の大きさのデコイ状態MDI QKDの乱流条件下でのキーレート向上を示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Real-world BB84 Quantum Key Distribution (QKD) systems utilize imperfect
devices that introduce vulnerabilities to their security, known as side-channel
attacks. Measurement-Device-Independent (MDI) QKD authorizes an untrusted third
party to make measurements and removes all side-channel attacks. The typical
implementations of MDI-QKD employ near symmetric channels which are difficult
to realize physically in many practical scenarios such as when asymmetric
channel losses are present, normally a consequence of the communication
environment. Maritime and satellite-based communications are two such instances
in which the channels are characterized by continuously changing losses in
different channels. In this work, we perform asymmetric MDI-QKD in a laboratory
environment with simulated turbulence using an Acousto-Optic Modulator (AOM) to
interrogate the performance of free-space quantum communication. Under
turbulent conditions, scattering and beam wandering cause intensity
fluctuations which decrease the detected signal-to-noise ratio. Using the
7-intensity optimization method proposed by Wang et al., coupled with
Prefixed-Threshold Real-time Selection (P-RTS), we demonstrate enhancement in
the secure key rate under turbulent conditions for finite-size decoy-state MDI
QKD. Furthermore, we show that P-RTS can yield considerably higher secure key
rates for a wide range of atmospheric channel parameters.
- Abstract（参考訳）: 現実のBB84量子キー配信(QKD)システムは、サイドチャネル攻撃として知られるセキュリティに脆弱性をもたらす不完全なデバイスを利用する。
Measurement-Device-Independent (MDI) QKDは、信頼できない第三者が測定を行い、すべてのサイドチャネル攻撃を取り除くことを認可する。
MDI-QKDの典型的な実装は、非対称チャネル損失が存在する場合、通常は通信環境の結果として、多くの実践シナリオにおいて物理的に実現し難い準対称チャネルを用いる。
海上および衛星による通信は、異なるチャネルの損失を継続的に変化させることで特徴付けられる2つの例である。
本研究では,acousto-optic modulationor (aom) を用いたシミュレーション乱流を有する実験室環境で非対称mdi-qkdを行い,自由空間量子通信の性能を問う。
乱流条件下では、散乱とビームの漂流が強度変動を引き起こし、検出された信号-雑音比を減少させる。
Wangらは,P-RTS(Prefixed-Threshold Real-time Selection)と組み合わせて提案した 7-intensity Optimization 法を用いて,有限サイズデコイドMDI QKD の乱流条件下でのキーレート向上を示す。
さらに,P-RTSは広い範囲の大気チャネルパラメータに対して極めて高いキーレートが得られることを示す。
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