論文の概要: A Generalized Numerical Framework for Improved Finite-Sized Key Rates with Renyi Entropy

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2502.02319v1
• Date: Tue, 04 Feb 2025 13:44:20 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-02-05 14:58:27.269382
• Title: A Generalized Numerical Framework for Improved Finite-Sized Key Rates with Renyi Entropy
• Title（参考訳）: Renyiエントロピーを用いた有限サイズの鍵レート向上のための一般化された数値的枠組み
• Authors: Rebecca R. B. Chung, Nelly H. Y. Ng, Yu Cai,
• Abstract要約: 我々は、Renyi の発散の観点から、Renyi のエントロピーに厳密な解析的境界を示し、Renyi の発散の解析的勾配を導出する。 我々は、特に長距離衛星ベースのプロトコルに関係のある、高損失と低ブロックサイズのレギュレーションの改善を示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.9265788589461493
• License:
• Abstract: Quantum key distribution requires tight and reliable bounds on the secret key rate to ensure robust security. This is particularly so for the regime of finite block sizes, where the optimization of generalized Renyi entropic quantities is known to provide tighter bounds on the key rate. However, such an optimization is often non-trivial, and the non-monotonicity of the key rate in terms of the Renyi parameter demands additional optimization to determine the optimal Renyi parameter as a function of block sizes. In this work, we present a tight analytical bound on the Renyi entropy in terms of the Renyi divergence and derive the analytical gradient of the Renyi divergence. This enables us to generalize existing state-of-the-art numerical frameworks for the optimization of the key rate. With this generalized framework, we show improvements in regimes of high loss and low block sizes, which are particularly relevant for long-distance satellite-based protocols.
• Abstract（参考訳）: 量子鍵分布は、堅牢なセキュリティを確保するために秘密鍵レートの厳密で信頼性の高いバウンダリを必要とする。 これは、一般化されたレニイエントロピー量の最適化が鍵レートのより厳密な境界を与えることが知られているような有限ブロックサイズ体制にとって特にそうである。 しかし、そのような最適化はしばしば非自明であり、Renyiパラメータの観点からキーレートの非単調性はブロックサイズの関数として最適のRenyiパラメータを決定するために追加の最適化を必要とする。 本研究では、Renyi の発散の観点から、Renyi のエントロピーの厳密な解析的境界を示し、Renyi の発散の解析的勾配を導出する。 これにより、キーレートの最適化のために既存の最先端の数値フレームワークを一般化することができる。 この一般化されたフレームワークでは、特に長距離衛星ベースのプロトコルに関係のある、高損失と低ブロックサイズのレギュレーションの改善が示される。

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