論文の概要: Numerical security analysis for quantum key distribution with partial state characterization

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2503.07223v1
• Date: Mon, 10 Mar 2025 12:08:25 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-03-11 15:47:11.472998
• Title: Numerical security analysis for quantum key distribution with partial state characterization
• Title（参考訳）: 部分状態解析による量子鍵分布の数値セキュリティ解析
• Authors: Guillermo Currás-Lorenzo, Álvaro Navarrete, Javier Núñez-Bon, Margarida Pereira, Marcos Curty,
• Abstract要約: 本稿では,準備・測定および測定・デバイスに依存しないQKDプロトコルの秘密鍵レートを評価する新しいセキュリティ証明手法を提案する。 提案手法は, 達成可能なシークレットキーレートの観点から, 部分状態のキャラクタリゼーションに対処する現在の解析手法より優れていることを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.34952465649465553
• License:
• Abstract: Numerical security proofs offer a versatile approach for evaluating the secret-key generation rate of quantum key distribution (QKD) protocols. However, existing methods typically require perfect source characterization, which is unrealistic in practice due to the presence of inevitable encoding imperfections and side channels. In this paper, we introduce a novel security proof technique based on semidefinite programming that can evaluate the secret-key rate for both prepare-and-measure and measurement-device-independent QKD protocols when only partial information about the emitted states is available, significantly improving the applicability and practical relevance compared to existing numerical techniques. We demonstrate that our method can outperform current analytical approaches addressing partial state characterization in terms of achievable secret-key rates, particularly for protocols with non-qubit encoding spaces. This represents a significant step towards bridging the gap between theoretical security proofs and practical QKD implementations.
• Abstract（参考訳）: 数値セキュリティ証明は、量子鍵分布(QKD)プロトコルのシークレットキー生成率を評価するための汎用的なアプローチを提供する。 しかし、既存の手法では、典型的には完全なソースのキャラクタリゼーションが要求されるが、実際には非現実的ではない。 本稿では,半定値プログラミングに基づく新しいセキュリティ証明手法を提案する。これは,出力状態に関する部分的情報のみが利用可能である場合に,準備・測定・計測・デバイスに依存しないQKDプロトコルの秘密鍵レートを評価することができ,既存の数値手法と比較して適用性と実用性を大幅に向上させることができる。 提案手法は、特に非量子符号化空間を持つプロトコルにおいて、達成可能なシークレットキーレートの観点から、部分状態のキャラクタリゼーションに対処する現在の解析手法よりも優れていることを示す。 これは、理論的セキュリティ証明と実践的なQKD実装のギャップを埋めるための重要なステップである。

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