論文の概要: Long-distance device-independent quantum key distribution with standard optics tools

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2508.02262v1
• Date: Mon, 04 Aug 2025 10:10:59 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-08-05 18:25:22.285764
• Title: Long-distance device-independent quantum key distribution with standard optics tools
• Title（参考訳）: 標準光学ツールを用いた長距離デバイス非依存量子鍵分布
• Authors: Makoto Ishihara, Anthony Brendan, Wojciech Roga, Masahiro Takeoka,
• Abstract要約: デバイス非依存量子鍵分布(DI-QKD)は、リモートパーティ間で情報理論的に安全な鍵分布を可能にする。 本稿では, 単一光子干渉に基づくHeraldingスキームを用いた長距離DI-QKDプロトコルを提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Device-independent quantum key distribution (DI-QKD) enables information-theoretically secure key distribution between remote parties without any assumptions on the internal workings of the devices used for its implementation. However, its communication distance is strictly limited since the loophole-free Bell violation is required to guarantee its security. Therefore, in this paper, we propose two long-distance DI-QKD protocols which use a heralding scheme based on single-photon interference. Our protocols consist of only standard quantum optics tools such as two-mode squeezed states, displacement operations and on-off detectors, making the experimental implementation feasible with current technology. We employ a classical postprocessing method to enhance our protocols' robustness against experimental imperfections. We calculate key rates of the protocols by numerical optimization and show the supremacy of this implementation over existing protocols in terms of communication distances.
• Abstract（参考訳）: デバイス非依存量子鍵分布(DI-QKD)は、その実装に使用されるデバイスの内部動作を仮定することなく、情報理論的にリモートパーティ間の鍵分配を可能にする。 しかしながら、その通信距離は、そのセキュリティを保証するために抜け穴のないベル違反が要求されるため、厳密に制限されている。 そこで本稿では, 単一光子干渉に基づくシーディング方式を用いた長距離DI-QKDプロトコルを2つ提案する。 提案プロトコルは,2モード圧縮状態や変位操作,オンオフ検出器などの標準量子光学ツールのみで構成されており,現在の技術で実現可能である。 我々は,実験的不完全性に対するプロトコルの堅牢性を高めるために,古典的なポストプロセッシング手法を用いる。 数値最適化によりプロトコルの鍵レートを計算し、通信距離の観点から既存のプロトコルよりもこの実装の優位性を示す。

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