論文の概要: Sharp finite statistics for minimum data block sizes in quantum key distribution

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2410.04095v1
• Date: Sat, 5 Oct 2024 09:30:55 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-11-02 14:11:12.991884
• Title: Sharp finite statistics for minimum data block sizes in quantum key distribution
• Title（参考訳）: 量子鍵分布における最小データブロックサイズに対するシャープ有限統計
• Authors: Vaisakh Mannalath, Víctor Zapatero, Marcos Curty,
• Abstract要約: 我々は、ランダムサンプリングと置換なしのリンクを利用する代替ソリューションを提案する。 シンプルさにもかかわらず、達成可能な秘密鍵レートを著しく向上させる。 このような境界は、デコイ状態QKDスキームの有限キーセキュリティ証明に自然に適合する。
• 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: The performance of quantum key distribution (QKD) heavily depends on the finite statistics of its security proof. For multiple protocols and proof techniques, the central statistical task is a random sampling problem, which is customarily addressed by invoking suitable tail bounds on the hypergeometric distribution. In this work, we introduce an alternative solution that exploits a link between random sampling with and without replacement. Despite its simplicity, it notably boosts the achievable secret key rate, particularly in the regime of small data block sizes critical for satellite QKD and other envisioned QKD applications. Moreover, as a by-product of the proposed tool, tight Neyman constructions are derived for the average of independent Bernoulli variables. Bounds of this kind naturally fit in finite-key security proofs of decoy-state QKD schemes, further sharpening the finite statistics compared to previous approaches.
• Abstract（参考訳）: 量子鍵分布(QKD)の性能は、そのセキュリティ証明の有限統計量に大きく依存する。 複数のプロトコルや証明手法では、中央統計タスクはランダムサンプリング問題であり、この課題は、慣例的に、ハイパージオメトリック分布の適切なテール境界を呼び出すことによって解決される。 そこで本研究では,ランダムサンプリングとリプレースなしでのリンクを利用した代替手法を提案する。 その単純さにもかかわらず、特に衛星QKDや他の想定されるQKDアプリケーションにとって重要な、小さなデータブロックサイズの体制において、達成可能な秘密鍵レートを著しく向上させる。 さらに、提案ツールの副産物として、独立ベルヌーイ変数の平均に対してタイトなネイマン構成が導出される。 この種の境界は、デコイ状態のQKDスキームの有限鍵セキュリティ証明に自然に適合し、以前のアプローチと比較して有限統計をより鋭くする。

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