論文の概要: Detector noise in continuous-variable quantum key distribution

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2505.20441v1
• Date: Mon, 26 May 2025 18:35:42 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-05-28 17:05:58.248274
• Title: Detector noise in continuous-variable quantum key distribution
• Title（参考訳）: 連続可変量子鍵分布における検出器ノイズ
• Authors: Shihong Pan, Dimitri Monokandylos, Bing Qi,
• Abstract要約: 検出器ノイズは量子鍵分布(QKD)システムの性能を決定する重要な要因である。 光コヒーレント検出を用いた連続可変(CV)QKDでは、秘密鍵レートと送信距離の両方を高めるために信頼検知ノイズモデルが広く用いられている。 このモデルは、コヒーレント検出器からのノイズは本質的にランダムであり、敵によってアクセスまたは操作できないと仮定する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Detector noise is a critical factor in determining the performance of a quantum key distribution (QKD) system. In continuous-variable (CV) QKD with optical coherent detection, the trusted detector noise model is widely used to enhance both the secret key rate and transmission distance. This model assumes that noise from the coherent detector is inherently random and cannot be accessed or manipulated by an adversary. Its validity rests on two key assumptions: (1) the detector can be accurately calibrated by the legitimate user and remains isolated from the adversary, and (2) the detector noise is truly random. So far, extensive research has focused on detector calibration and countermeasures against detector side-channel attacks. However, there is no strong evidence supporting assumption (2). In this paper, we analyze the electrical noise of a commercial balanced Photoreceiver, which has been applied in CV-QKD implementations, and demonstrate that assumption (2) is unjustified. To address this issue, we propose a "calibrated detector noise" model for CV-QKD, which relies solely on assumption (1). Numerical simulations comparing different noise models indicate that the new model can achieve a secret key rate comparable to the trusted-noise model, without depending on the questionable assumption of "truly random" detector noise.
• Abstract（参考訳）: 検出器ノイズは量子鍵分布(QKD)システムの性能を決定する重要な要因である。 光コヒーレント検出を用いた連続可変(CV)QKDでは、秘密鍵レートと送信距離の両方を高めるために信頼検知ノイズモデルが広く用いられている。 このモデルは、コヒーレント検出器からのノイズは本質的にランダムであり、敵によってアクセスまたは操作できないと仮定する。 その妥当性は、(1)検出器を正反対のユーザによって正確に校正することができ、(2)検出器のノイズが真にランダムである、という2つの重要な仮定に依存している。 これまでのところ、検出器の校正と検出側チャネル攻撃対策に重点を置いている。 しかし、仮定 (2) を裏付ける強い証拠は存在しない。 本稿では,CV-QKD実装に応用されている市販光受信機の電気ノイズを分析し,仮定(2)が不当であることを実証する。 そこで本研究では,CV-QKDを前提とした"校正型検出器ノイズ"モデルを提案する。 異なるノイズモデルを比較する数値シミュレーションは、新しいモデルが「真にランダムな」検出器ノイズの仮定に依存することなく、信頼ノイズモデルに匹敵する秘密鍵レートを達成できることを示唆している。

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