論文の概要: Efficient QKD in Non-Ideal Scenarios with User-Defined Output Length Requirements

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2509.04140v1
• Date: Thu, 04 Sep 2025 12:11:05 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-09-12 14:12:37.499549
• Title: Efficient QKD in Non-Ideal Scenarios with User-Defined Output Length Requirements
• Title（参考訳）: ユーザ定義出力長要求条件付きノンイデアルシナリオにおける効率的なQKD
• Authors: Andrés Martín-Megino, Blanca López, Iván Vidal Fernández, Francisco Valera Pintor,
• Abstract要約: 量子鍵分配(Quantum Key Distribution, QKD)は、量子力学の原理を活用することにより、暗号化鍵を安全に共有することを可能にする。 ユーザが定義した出力キー長制約を満たすように設計されたBB84プロトコルの可変長適応を導入する。 本稿では,プロトコルの初期パラメータを動的に設定して,所望の長さの秘密鍵を生成する手法を提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.6099774114286839
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
• Abstract: Quantum Key Distribution (QKD) enables two parties to securely share encryption keys by leveraging the principles of quantum mechanics, offering protection against eavesdropping. In practical implementations, QKD systems often rely on a layered architecture where a key manager stores secret key material in a buffer and delivers it to higher communication layers as needed. However, this buffer can be depleted under high demand, requiring efficient replenishment strategies that minimize resource waste. Given the importance of optimizing time and resources in quantum cryptography protocols, we introduce a variable-length adaptation of the BB84 protocol designed to meet user-defined output key length constraints in non-ideal scenarios. We present a method for dynamically configuring the protocol's initial parameters to generate secret keys of a desired length. To validate our approach, we developed simulation tools to model general QKD networks and discrete-variable protocols. These tools were used to implement and evaluate our strategies, which were developed within the BB84 framework but can be extended to other QKD protocols under reasonable assumptions. The results highlight their usefulness in optimizing quantum resource usage and supporting key management, contributing to the long-term goal of scaling and strengthening secure quantum networks.
• Abstract（参考訳）: 量子鍵分配(QKD)は、量子力学の原理を活用して暗号化鍵を安全に共有し、盗聴に対する保護を提供する。 実践的な実装では、QKDシステムは、キーマネージャが秘密鍵をバッファに格納し、必要に応じて高い通信層に配信する階層アーキテクチャに依存していることが多い。 しかし、このバッファは高需要で枯渇し、資源の無駄を最小限に抑える効率的な補充戦略を必要とする。 量子暗号プロトコルにおける時間とリソースの最適化の重要性を考慮し,非理想的シナリオにおいてユーザ定義の出力キー長制約を満たすように設計されたBB84プロトコルの可変長適応を導入する。 本稿では,プロトコルの初期パラメータを動的に設定して,所望の長さの秘密鍵を生成する手法を提案する。 提案手法の有効性を検証するため,一般的なQKDネットワークと離散可変プロトコルをモデル化するシミュレーションツールを開発した。 これらのツールはBB84フレームワーク内で開発された戦略の実装と評価に使用され、合理的な仮定で他のQKDプロトコルにも拡張できる。 その結果、量子リソースの使用を最適化し、キー管理をサポートする上での有用性を強調し、セキュアな量子ネットワークのスケーリングと強化という長期的な目標に寄与した。

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