論文の概要: Entropy bounds for device-independent quantum key distribution with local Bell test

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2404.00792v2
• Date: Thu, 10 Oct 2024 01:41:26 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-10-11 14:28:12.747552
• Title: Entropy bounds for device-independent quantum key distribution with local Bell test
• Title（参考訳）: 局所ベル試験によるデバイス非依存量子鍵分布のエントロピー境界
• Authors: Ernest Y. -Z. Tan, Ramona Wolf,
• Abstract要約: デバイス非依存量子鍵分布(DIQKD)における大きな課題の1つは、長い距離でベル違反を達成することである。 最近の研究は、局所ベル試験を用いて、距離を延ばす非局所相関の証明という概念を探求している。 ここでは、長距離での非局所的な振る舞いを検証するために短距離相関を用いて、追加の量子デバイスを一方に近接して配置する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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• Abstract: One of the main challenges in device-independent quantum key distribution (DIQKD) is achieving the required Bell violation over long distances, as the channel losses result in low overall detection efficiencies. Recent works have explored the concept of certifying nonlocal correlations over extended distances through the use of a local Bell test. Here, an additional quantum device is placed in close proximity to one party, using short-distance correlations to verify nonlocal behavior at long distances. However, existing works have either not resolved the question of DIQKD security against active attackers in this setup, or used methods that do not yield tight bounds on the keyrates. In this work, we introduce a general formulation of the keyrate computation task in this setup that can be combined with recently developed methods for analyzing standard DIQKD. Using this method, we show that if the short-distance devices exhibit sufficiently high detection efficiencies, positive keyrates can be achieved in the long-distance branch with lower detection efficiencies as compared to standard DIQKD setups. This highlights the potential for improved performance of DIQKD over extended distances in scenarios where short-distance correlations are leveraged to validate quantum correlations.
• Abstract（参考訳）: デバイス非依存量子鍵分布(DIQKD)における主な課題の1つは、チャネル損失が全体的な検出効率の低下をもたらすため、長い距離にわたってベル違反を達成することである。 最近の研究は、局所ベル試験を用いて、距離を延ばす非局所相関の証明という概念を探求している。 ここでは、長距離での非局所的な振る舞いを検証するために短距離相関を用いて、追加の量子デバイスを一方に近接して配置する。 しかし、既存の作業では、このセットアップにおいてアクティブアタッカーに対するDIQKDセキュリティの問題は解決されていないか、あるいはキーレートに厳密な拘束力を与えないメソッドを使用するかのどちらかである。 本稿では,最近開発された標準DIQKD解析手法と組み合わせて,キーレート計算タスクの一般的な定式化を行う。 本手法を用いることで、短距離装置が十分に高い検出効率を示す場合、標準のDIQKDに比べて検出効率の低い長距離分岐において正のキーレートが得られることを示す。 このことは、短距離相関を利用して量子相関を検証するシナリオにおいて、拡張距離よりもDIQKDの性能を向上させる可能性を強調している。

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