論文の概要: Quantum Key Distribution with Basis-Dependent Detection Probability

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2411.19874v1
• Date: Fri, 29 Nov 2024 17:35:27 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-12-02 15:19:38.225526
• Title: Quantum Key Distribution with Basis-Dependent Detection Probability
• Title（参考訳）: 基底依存性検出確率を持つ量子鍵分布
• Authors: Federico Grasselli, Giovanni Chesi, Nathan Walk, Hermann Kampermann, Adam Widomski, Maciej Ogrodnik, Michał Karpiński, Chiara Macchiavello, Dagmar Bruß, Nikolai Wyderka,
• Abstract要約: セキュリティ証明における一般的な仮定は、受信機における検出確率は、与えられた入力状態に対して、測定基準とは独立であるということである。 本稿では,上記の仮定に依存しないQKDプロトコルのセキュリティ証明を提案する。 我々は,シミュレーションにより,大規模な検出確率ミスマッチに弱い設定に対して,正の鍵レートを抽出できることを実証した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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• Abstract: Quantum Key Distribution (QKD) is a promising technology for secure communication. Nevertheless, QKD is still treated with caution in certain contexts due to potential gaps between theoretical models and actual QKD implementations. A common assumption in security proofs is that the detection probability at the receiver, for a given input state, is independent of the measurement basis, which might not always be verified and could lead to security loopholes. This paper presents a security proof for QKD protocols that does not rely on the above assumption and is thus applicable in scenarios with detection probability mismatches, even when induced by the adversary. We demonstrate, through simulations, that our proof can extract positive key rates for setups vulnerable to large detection probability mismatches. This is achieved by monitoring whether an adversary is actively exploiting such vulnerabilities, instead of considering the worst-case scenario as in previous proofs. Our work highlights the importance of accounting for basis-dependent detection probabilities and provides a concrete solution for improving the security of practical QKD systems.
• Abstract（参考訳）: 量子鍵分配(QKD)はセキュア通信のための有望な技術である。 しかしながら、QKDは理論モデルと実際のQKD実装の間に潜在的なギャップがあるため、特定の文脈で引き続き慎重に扱われる。 セキュリティ証明における一般的な仮定は、受信機における検出確率は、所定の入力状態において、測定基準とは独立であり、必ずしも検証されない可能性があり、セキュリティの抜け穴につながる可能性があるというものである。 本稿では、上記の仮定に依存しないQKDプロトコルのセキュリティ証明を、敵に誘導された場合であっても、検出確率のミスマッチのあるシナリオに適用できることを示す。 我々は,シミュレーションにより,大規模な検出確率ミスマッチに弱い設定に対して,正の鍵レートを抽出できることを実証した。 これは、以前の証明のように最悪のシナリオを考慮するのではなく、敵がそのような脆弱性を積極的に利用しているかどうかを監視することで達成される。 本研究は,QKDシステムの安全性向上のための具体的ソリューションとして,ベース依存型検出確率の会計の重要性を強調した。

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