論文の概要: Analytical bounds for decoy-state quantum key distribution with discrete phase randomization

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2508.14664v1
• Date: Wed, 20 Aug 2025 12:28:50 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-08-21 16:52:41.44891
• Title: Analytical bounds for decoy-state quantum key distribution with discrete phase randomization
• Title（参考訳）: 離散位相ランダム化を用いたデコイ状態量子鍵分布の解析的境界
• Authors: Zhaohui Liu, Ahmed Lawey, Mohsen Razavi,
• Abstract要約: 離散位相ランダム化に依存する量子鍵分布プロトコルの性能を解析する。 BB84の秘密鍵生成率と測定デバイスに依存しないQKDプロトコルに関する解析的境界を導出する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.40964539027092906
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We analyze the performance of quantum key distribution (QKD) protocols that rely on discrete phase randomization (DPR). For many QKD protocols that rely on weak coherent pulses (WCPs), continuous phase randomization is assumed, which simplifies the security proofs for such protocols. However, it is challenging to achieve such a perfect phase randomization in practice. As an alternative, we can select a discrete set of global phase values for WCPs, but we need to redo the security analysis for such a source. While security proofs incorporating DPR have been established for several QKD protocols, they often rely on computationally intensive numerical optimizations. To address this issue, in this study, we derive analytical bounds on the secret key generation rate of BB84 and measurement-device-independent QKD protocols in the DPR setting. Our analytical bounds closely match the results obtained from more cumbersome numerical methods in the regions of interest.
• Abstract（参考訳）: 本稿では、離散位相ランダム化(DPR)に依存する量子鍵分布(QKD)プロトコルの性能を解析する。 弱いコヒーレントパルス(WCP)に依存する多くのQKDプロトコルでは、連続位相ランダム化が仮定され、このようなプロトコルのセキュリティ証明が簡単になる。 しかし、そのような完全な位相ランダム化を実際に達成することは困難である。 代替として、WCPの個別のグローバルフェーズ値を選択することができるが、そのようなソースのセキュリティ分析を再設計する必要がある。 DPRを組み込んだセキュリティ証明はいくつかのQKDプロトコルで確立されているが、計算集約的な数値最適化に依存していることが多い。 そこで本研究では,BB84の秘密鍵生成率と測定デバイスに依存しないQKDプロトコルのDPR設定における解析的境界を導出する。 解析的境界は、興味のある領域におけるより煩雑な数値法から得られる結果と密接に一致している。

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