論文の概要: Soft Reverse Reconciliation for Discrete Modulations

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2411.04063v1
• Date: Wed, 06 Nov 2024 17:28:28 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-11-07 19:22:04.839622
• Title: Soft Reverse Reconciliation for Discrete Modulations
• Title（参考訳）: 離散変調のためのソフトリバース再構成
• Authors: Marco Origlia, Marco Secondini,
• Abstract要約: 本研究は、離散変調を用いたCV-QKDシナリオ用に設計されたリバース・コンシリエーション・ソフトニング(RRS)手順を導入する。 我々は、Alice と Bob の変数間の相互情報は、追加の計量が共有されたときにどのように変化するかを検討する。 RRSはハードデコードでRRの相互情報を改善し、ソフトデコードでDRと同じ相互情報を現実的に実現していることを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.552480439325792
• License:
• Abstract: The performance of the information reconciliation phase is crucial for quantum key distribution (QKD). Reverse reconciliation (RR) is typically preferred over direct reconciliation (DR) because it yields higher secure key rates. However, a significant challenge in continuous-variable (CV) QKD with discrete modulations (such as QAM) is that Alice lacks soft information about the symbol decisions made by Bob. This limitation restricts error correction to hard-decoding methods, with low reconciliation efficiency. This work introduces a reverse reconciliation softening (RRS) procedure designed for CV-QKD scenarios employing discrete modulations. This procedure generates a soft metric that Bob can share with Alice over a public channel, enabling her to perform soft-decoding error correction without disclosing any information to a potential eavesdropper. After detailing the RRS procedure, we investigate how the mutual information between Alice's and Bob's variables changes when the additional metric is shared. We show numerically that RRS improves the mutual information with respect to RR with hard decoding, practically achieving the same mutual information as DR with soft decoding. Finally, we test the proposed RRS for PAM-4 signalling with a rate 1/2 binary LDPC code and bit-wise decoding through numerical simulations, obtaining more than 1dB SNR improvement compared to hard-decoding RR.
• Abstract（参考訳）: 情報整合相の性能は量子鍵分布(QKD)に不可欠である。 逆整合(RR)は一般に直接整合(DR)よりも好まれる。 しかし、連続可変(CV)QKDにおける離散変調(QAMなど)の重要な課題は、アリスがボブのシンボル決定に関するソフトな情報を欠いていることである。 この制限は、整合効率が低いハードデコード法に誤り訂正を制限している。 本研究は、離散変調を用いたCV-QKDシナリオ用に設計されたリバース・コンシリエーション・ソフトニング(RRS)手順を導入する。 この手順は、ボブが公共チャンネル上でアリスと共有できるソフトメトリクスを生成し、潜在的な盗聴者に情報を開示することなく、ソフトデコードエラー訂正を行うことができる。 RRSの手順を詳述した後,Alice と Bob の変数間の相互情報がどのように変化するかを検討する。 RRSはハードデコードでRRの相互情報を改善し、ソフトデコードでDRと同じ相互情報を現実的に実現していることを示す。 最後に, PAM-4信号に対するRSを, 1/2バイナリLDPC符号とビット単位のデコードで数値シミュレーションし, ハードデコードRRに比べて1dB以上のSNR改善が得られることを示した。

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