論文の概要: Flexible polar encoding for information reconciliation in QKD

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2312.03100v1
• Date: Thu, 30 Nov 2023 16:01:10 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-12-11 03:19:29.305796
• Title: Flexible polar encoding for information reconciliation in QKD
• Title（参考訳）: QKDにおける情報和解のためのフレキシブル極符号化
• Authors: Snehasis Addy, Sabyasachi Dutta, Somnath Panja, Kunal Dey, Reihaneh Safavi-Naini, and Daniel Oblak
• Abstract要約: 量子鍵分配(QKD)は、情報理論的に安全な共通秘密鍵を確立する。 一般に量子チャネルに対する敵の誘惑に起因すると考えられるエラーは、公開チャネル上の古典的な通信を用いて修正する必要がある。 信頼性シーケンスを導出し,デコーダの選択に依存しないエンコーダの設計に利用できることを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.627883025193776
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Quantum Key Distribution (QKD) enables two parties to establish a common secret key that is information-theoretically secure by transmitting random bits that are encoded as qubits and sent over a quantum channel, followed by classical information processing steps known as information reconciliation and key extraction. Transmission of information over a quantum channel introduces errors that are generally considered to be due to the adversary's tempering with the quantum channel and needs to be corrected using classical communication over an (authenticated) public channel. Commonly used error-correcting codes in the context of QKD include cascade codes, low-density parity check (LDPC) codes, and more recently polar codes. In this work, we explore the applicability of designing of a polar code encoder based on a channel reliability sequence. We show that the reliability sequence can be derived and used to design an encoder independent of the choice of decoder. We then implement our design and evaluate its performance against previous implementations of polar code encoders for QKD as well as other typical error-correcting codes. A key advantage of our approach is the modular design which decouples the encoder and decoder design and allows independent optimization of each. Our work leads to more versatile polar code-based error reconciliation in QKD systems that would result in deployment in a broader range of scenarios.
• Abstract（参考訳）: qkd(quantum key distribution)は、量子ビットとしてエンコードされ量子チャネル経由で送信されるランダムビットを送信し、情報和解と鍵抽出として知られる古典的な情報処理ステップによって、情報理論上安全となる共通の秘密鍵を確立することを可能にする。 量子チャネル上での情報伝達は、一般に敵の量子チャネルとのテンパリングに起因すると考えられるエラーをもたらし、(認証された)パブリックチャネル上の古典的な通信を使用して修正する必要がある。 QKDの文脈で一般的に使用されるエラー訂正符号には、カスケード符号、低密度パリティチェック(LDPC)符号、より最近の極性符号などがある。 本研究では,チャネル信頼性系列に基づく極性コードエンコーダの設計の適用可能性について検討する。 信頼性シーケンスを導出し、デコーダの選択に依存しないエンコーダの設計に用いることができることを示す。 そして、その設計を実装し、従来のqkd用極性コードエンコーダや他の典型的な誤り訂正符号に対する性能評価を行う。 このアプローチの重要な利点は、エンコーダ設計とデコーダ設計を分離し、それぞれを独立に最適化できるモジュラー設計である。 我々の研究は、qkdシステムにおいて、より多彩な極性コードベースのエラー調整をもたらし、より広い範囲のシナリオでデプロイすることになります。

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