論文の概要: High-dimensional quantum key distribution rates for multiple measurement bases
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2501.05890v1
- Date: Fri, 10 Jan 2025 11:42:59 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-01-13 15:27:07.920833
- Title: High-dimensional quantum key distribution rates for multiple measurement bases
- Title（参考訳）: 複数の測定基準に対する高次元量子鍵分布速度
- Authors: Nikolai Wyderka, Giovanni Chesi, Hermann Kampermann, Chiara Macchiavello, Dagmar Bruß,
- Abstract要約: 量子鍵分布プロトコルにおける高次元符号化の利点について検討する。
特に、システムの寸法が2より大きいようなBBM92のようなプロトコルに対処する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License:
- Abstract: We investigate the advantages of high-dimensional encoding for a quantum key distribution protocol. In particular, we address a BBM92-like protocol where the dimension of the systems can be larger than two and more than two mutually unbiased bases (MUBs) can be employed. Indeed, it is known that, for a system whose dimension $d$ is a prime or the power of a prime, up to $d+1$ MUBs can be found. We derive an analytic expression for the asymptotic key rate when $d+1$ MUBs are exploited and show the effects of using different numbers of MUBs on the performance of the protocol. Then, we move to the non-asymptotic case and optimize the finite key rate against collective and coherent attacks for generic dimension of the systems and all possible numbers of MUBs. In the finite-key scenario, we find that, if the number of rounds is small enough, the highest key rate is obtained by exploiting three MUBs, instead of $d+1$ as one may expect.
- Abstract（参考訳）: 量子鍵分布プロトコルにおける高次元符号化の利点について検討する。
特に、BBM92のようなプロトコルでは、システムの寸法が2より大きく、2つ以上の相互バイアスのないベース(MUB)を使用できる。
実際、次元$d$が素数または素数の力を持つ系では、最大$d+1$ MUBが見つかることが知られている。
我々は、$d+1$ MUBsを利用する場合の漸近鍵レートの解析式を導出し、異なる数のMUBsがプロトコルの性能に与える影響を示す。
そして、非漸近的なケースに移行し、システムの一般的な次元に対する集合的およびコヒーレントな攻撃と全ての可能なMUBに対する有限鍵レートを最適化する。
有限キーのシナリオでは、ラウンドの数が十分小さい場合、最も高いキーレートは3つの MUB を利用することで得られ、予想される$d+1$ ではなく$d+1$ となる。
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