論文の概要: Continuous-Variable Quantum Key Distribution with key rates far above the PLOB bound

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2402.04770v2
• Date: Fri, 04 Oct 2024 13:22:30 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-10-07 15:07:21.122034
• Title: Continuous-Variable Quantum Key Distribution with key rates far above the PLOB bound
• Title（参考訳）: PLOB境界よりはるかに高いキーレートを持つ連続可変量子鍵分布
• Authors: Arpan Akash Ray, Boris Skoric,
• Abstract要約: ガウス集団攻撃における秘密鍵レートの分析を行った。 一方向誤り訂正の場合の上限であるDevetak-Winter値$I(X;Y) - I(E;Y)$よりもはるかに高い秘密鍵レートを得る。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.7918886297003017
• License:
• Abstract: Continuous-Variable Quantum Key Distribution (CVQKD) at large distances has such high noise levels that the error-correcting code must have very low rate. In this regime it becomes feasible to implement random-codebook error correction, which is known to perform close to capacity. We propose a reverse reconciliation scheme for CVQKD in which the first step is advantage distillation based on random-codebook error correction operated above the Shannon limit. Our scheme has a novel way of achieving statistical decoupling between the public reconciliation data and the secret key. We provide an analysis of the secret key rate for the case of Gaussian collective attacks, and we present numerical results. The best performance is obtained when the message size exceeds the mutual information $I(X;Y)$ between Alice's quadratures $X$ and Bob's measurements $Y$, i.e. the Shannon limit. This somewhat counter-intuitive result is understood from a tradeoff between code rate and frame rejection rate, combined with the fact that error correction for QKD needs to reconcile only random data. We obtain secret key rates that lie far above the Devetak-Winter value $I(X;Y) - I(E;Y)$, which is the upper bound in the case of one-way error correction. Furthermore, our key rates lie above the PLOB bound for Continuous-Variable detection, but below the PLOB bound for Discrete-Variable detection.
• Abstract（参考訳）: 長距離連続可変量子鍵分布(CVQKD)はノイズレベルが高く、誤り訂正符号は非常に低いレートでなければならない。 この体制では、ランダムコードブックの誤り訂正を実装することが可能となり、これはキャパシティに近い性能で知られている。 CVQKDの逆整合方式を提案し,その第1ステップはシャノン限界以上のランダムコードブック誤り訂正に基づく有効蒸留である。 本手法は,公開和解データと秘密鍵の統計的疎結合を実現するための新しい手法である。 本稿では,ガウス集団攻撃における秘密鍵レートの分析を行い,数値的な結果を示す。 メッセージサイズが相互情報である$I(X;Y)$を超えれば、最高のパフォーマンスが得られる。 コードレートとフレーム拒絶率のトレードオフと、QKDの誤り訂正がランダムデータのみを分解する必要があるという事実から、このやや非直感的な結果が理解されている。 一方向誤り訂正の場合の上限であるDevetak-Winter値$I(X;Y) - I(E;Y)$よりはるかに高い秘密鍵レートを得る。 さらに、私たちのキーレートは、連続変数検出のためのPLOBバウンドよりも高く、離散変数検出のためのPLOBバウンドより下にあります。

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