論文の概要: Security of the BB84 protocol with receiver's passive biased basis choice

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2507.04248v1
• Date: Sun, 06 Jul 2025 05:18:45 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-07-08 15:46:35.086029
• Title: Security of the BB84 protocol with receiver's passive biased basis choice
• Title（参考訳）: 受信機の受動バイアスベース選択によるBB84プロトコルのセキュリティ
• Authors: Shun Kawakami, Atsushi Taniguchi, Yoshihide Tonomura, Koichi Takasugi, Koji Azuma,
• Abstract要約: Bennett-Brassard 1984 Protocol (BB84 Protocol) は量子鍵分布(QKD)を実装するための最も単純なプロトコルの1つである。 このプロトコルでは、送信側と受信側は、2つの相補的な測定ベースのうちの1つを反復的に選択する。 本稿では, 受信機の受動ベース選択としきい値検出器による測定を併用した, このようなデコイ状態BB84プロトコルの完全な解析セキュリティ証明を提案する。
• 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: The Bennett-Brassard 1984 protocol (BB84 protocol) is one of the simplest protocols for implementing quantum key distribution (QKD). In the protocol, the sender and the receiver iteratively choose one of two complementary measurement bases. Regarding the basis choice by the receiver, a passive setup has been adopted in a number of its implementations including satellite QKD and time-bin encoding one. However, conventional theoretical techniques to prove the security of BB84 protocol are not applicable if the receiver chooses his measurement basis passively, rather than actively, with a biased probability, followed by the measurement with threshold detectors. Here we present a fully analytical security proof for such a decoy-state BB84 protocol with receiver's passive basis choice and measurement with threshold detectors. Thanks to the analytic nature, our security proof can straightforwardly be lifted up to the one over coherent attacks. The numerical simulations under practical situations show that the difference in secure key rate between the active and the passive implementations of the protocol is negligible except for long communication distances.
• Abstract（参考訳）: Bennett-Brassard 1984プロトコル(BB84プロトコル)は量子鍵分布(QKD)を実装するための最も単純なプロトコルの1つである。 このプロトコルでは、送信側と受信側は、2つの相補的な測定ベースのうちの1つを反復的に選択する。 受信機による基本選択に関しては、衛星QKDやタイムビン符号化など、多くの実装でパッシブセットアップが採用されている。 しかし、BB84プロトコルの安全性を証明する従来の理論的手法は、受信者が積極的にバイアスのある確率で測定基準を受動的に選択し、しきい値検出器で測定すると適用できない。 ここでは、レシーバの受動基底選択としきい値検出器による測定を併用した、そのようなデコイ状態BB84プロトコルの完全な解析的セキュリティ証明を示す。 分析的な性質のおかげで、我々のセキュリティ証明は、一貫した攻撃に対して、簡単に持ち上げられる。 現実的な状況下での数値シミュレーションにより,プロトコルの能動的実装と受動的実装とのキーレートの相違は,長い通信距離を除いて無視可能であることが示された。

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