論文の概要: Finite-size security of continuous-variable quantum key distribution with imperfect heterodyne measurement

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2501.10278v1
• Date: Fri, 17 Jan 2025 16:12:47 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-01-20 13:58:57.073556
• Title: Finite-size security of continuous-variable quantum key distribution with imperfect heterodyne measurement
• Title（参考訳）: 不完全ヘテロダイン測定による連続可変量子鍵分布の有限サイズセキュリティ
• Authors: Adnan A. E. Hajomer, Akash Nag Oruganti, Ivan Derkach, Ulrik L Andersen, Vladyslav C Usenko, Tobias Gehring,
• Abstract要約: コヒーレン状態とヘテロダイン検出を用いた連続可変量子鍵分布(CVQKD)は、コヒーレント光通信と大きな類似性を持つ技術に基づくセキュアな量子通信を可能にする。 本稿では,コヒーレント(ヘテロダイン)受信機における位相不均衡から生じる不完全なヘテロダイン測定を厳密に説明する理論的枠組みを提案する。 我々は,不完全コヒーレント受信機を用いたCVQKDシステムにおいて,光電子集積受信機によるスケーラブルで費用対効果の高いCVQKDの可能性について実験的に検証した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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• Abstract: Continuous-variable quantum key distribution (CVQKD) using coherent states and heterodyne detection enables secure quantum communication based on technology that has large similarities to coherent optical telecommunication. Yet, practical implementations of coherent receivers used in both technologies encounter device imperfections, which for CVQKD are often not addressed in security proofs. Here, we present a theoretical framework that rigorously accounts for imperfect heterodyne measurements arising from phase imbalances in the coherent (heterodyne) receiver. Focusing on collective attacks, we establish a finite-size security proof that reveals how measurement imperfections limit the distance over which a positive key rate is achievable. To mitigate these effects, we propose a local transformation during classical post-processing. We validate our approach experimentally on a CVQKD system with an imperfect coherent receiver, underscoring its potential for scalable, cost-effective CVQKD with photonic integrated receivers in which phase-imbalances naturally appear through manufacturing tolerances.
• Abstract（参考訳）: コヒーレン状態とヘテロダイン検出を用いた連続可変量子鍵分布(CVQKD)は、コヒーレント光通信と大きな類似性を持つ技術に基づくセキュアな量子通信を可能にする。 しかし、両技術で使用されるコヒーレント受信機の実装は、CVQKDではセキュリティ証明に対処されないことが多いデバイス欠陥に遭遇する。 本稿では,コヒーレント(ヘテロダイン)受信機における位相不均衡から生じる不完全なヘテロダイン測定を厳密に説明する理論的枠組みを提案する。 集団攻撃に着目して、正の鍵レートが達成可能な距離を不完全な測定で制限する方法を示す有限サイズのセキュリティ証明を確立する。 これらの効果を緩和するため,古典的後処理における局所的な変換を提案する。 我々は,不完全コヒーレント受信機を用いたCVQKDシステムにおいて,光電子集積受信機によるスケーラブルで費用対効果の高いCVQKDの可能性について実験的に検証した。

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