論文の概要: Composable Continuous-Variable Multi-User QKD with Discrete Modulation: Theory and Implementation

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2406.14610v2
• Date: Fri, 12 Sep 2025 07:30:00 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-09-15 16:03:07.762199
• Title: Composable Continuous-Variable Multi-User QKD with Discrete Modulation: Theory and Implementation
• Title（参考訳）: 離散変調型連続可変マルチユーザQKD:理論と実装
• Authors: Florian Kanitschar, Adnan A. E. Hajomer, Michael Hentschel, Tobias Gehring, Christoph Pacher,
• Abstract要約: 我々は、よく確立された離散変調連続変数(CV)QKDプロトコルを、ポイントツーポイントからポイントツーマルチポイント設定に一般化する。 実験により,10kmのアクセスリンクを持つ受動光ネットワークにおけるプロトコルの有効性を検証し,シンボルあたりの2.185倍10-3$ビットのセキュア鍵レートを実現した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.7163502859846873
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Establishing scalable, secure quantum networks requires advancing beyond conventional point-to-point quantum key distribution (QKD) protocols toward point-to-multipoint QKD protocols. Here, we generalize a well-established discrete-modulated continuous-variable (CV) QKD protocol from the point-to-point to the point-to-multipoint setting. We present a comprehensive security analysis across four trust scenarios and derive secret key rates for both loss-only and noisy channels, in the asymptotic and composable finite-size regimes. Experimentally, we validate the protocol in a passive optical network with 10 km access links, achieving a composable secure key rate of $2.185 \times 10^{-3}$ bits per symbol (0.273 Mbit/s) against independent and identically distributed collective attacks. Our results demonstrate that discrete-modulated CV-QKD can support access networks with multiple users while relying solely on cost-efficient, off-the-shelf telecommunication components, paving the way toward practical, scalable, and secure quantum networks.
• Abstract（参考訳）: スケーラブルでセキュアな量子ネットワークを確立するには、従来のポイントツーポイント量子キー分散(QKD)プロトコルを超えて、ポイントツーマルチポイントQKDプロトコルに進む必要がある。 ここでは、よく確立された離散変調連続変数(CV)QKDプロトコルを、ポイントツーポイントからポイントツーマルチポイント設定に一般化する。 本研究では,4つの信頼シナリオにまたがる包括的セキュリティ分析を行い,無症状で構成可能な有限サイズ体制において,損失のみのチャネルとノイズの多いチャネルの両方に対して秘密鍵レートを導出する。 実験により, 10kmのアクセスリンクを持つ受動光ネットワークにおいて, シンボル当たりのビット数(0.273 Mbit/s)に対して, 構成可能なセキュア鍵レートが2.185 \times 10^{-3}$ビット(0.273 Mbit/s)であることを示す。 この結果から,CV-QKDはコスト効率の高いオフ・ザ・シェルフ通信コンポーネントにのみ依存し,実用的でスケーラブルでセキュアな量子ネットワークへの道を歩むことなく,複数のユーザによるアクセスネットワークをサポートできることが示唆された。

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