論文の概要: Continuous-variable Measurement Device Independent MIMO Quantum Key Distribution for THz Communications
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2511.05021v1
- Date: Fri, 07 Nov 2025 06:52:28 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-11-10 21:00:44.695064
- Title: Continuous-variable Measurement Device Independent MIMO Quantum Key Distribution for THz Communications
- Title（参考訳）: THz通信のための独立MIMO量子鍵分布連続可変測定装置
- Authors: Leixin Wu, Congtian Deng, Jiayu Pan, Lingtao Zhang, Yanyan Feng, Runbo Zhao, Yang Shen, Yuying Zhang, Jian Zhou,
- Abstract要約: 本稿では,テラヘルツ(THz)におけるCV計測デバイス非依存QKDシステムについて検討する。
このシステムでは、測定は受信機ではなく、信頼できない第三者であるチャーリーに委譲され、全ての検出器攻撃を除去する。
提案プロトコルは、次世代無線ネットワークにおけるセキュアな量子通信のためのスケーラブルなソリューションを提供する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 10.446220662978272
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Although multiple-input multiple-output (MIMO) terahertz (THz) continuous-variable quantum key distribution (CVQKD) is theoretically secure, practical vulnerabilities may arise due to detector imperfections. This paper explores a CV measurement-device-independent (MDI) QKD system operating at THz frequencies within a MIMO framework. In this system, measurement is delegated to an untrusted third party, Charlie, rather than the receiver, eliminating all detector attacks and significantly enhancing the system's practical security. Using transmit-receive beamforming techniques, the system transforms MIMO channels into multiple parallel lossy quantum channels, enabling robust key distribution between Alice and Bob. This study examines entanglement-based and prepare-and-measure protocols, deriving secret key rates for both asymptotic and finite code scenarios. Simulations reveal the critical role of multiple antenna configurations and efficient homodyne detection in mitigating free-space path loss and maximizing key rates. Results indicate that system performance is optimized at lower THz frequencies for long-range transmissions and higher frequencies for short-range applications. The proposed protocol offers a scalable solution for secure quantum communications in next-generation wireless networks, demonstrating potential for deployment in both indoor and outdoor environments.
- Abstract（参考訳）: マルチインプット多重出力 (MIMO) テラヘルツ (THz) 連続可変量子鍵分布 (CVQKD) は理論的には安全であるが、検出器の不完全性により実用上の脆弱性が発生する可能性がある。
本稿では,MIMO フレームワーク内の THz 周波数で動作する CV 計測デバイス非依存 (MDI) QKD システムについて検討する。
このシステムでは、測定は受信機ではなく信頼できない第三者であるチャーリーに委譲され、全ての検知器攻撃を排除し、システムの実用的安全性を大幅に向上させる。
送信受信ビームフォーミング技術を用いて、MIMOチャネルを複数の並列損失量子チャネルに変換することで、アリスとボブの間のロバストな鍵分布を実現する。
本研究は,漸近的および有限的なコードシナリオの秘密鍵レートを導出する,絡み合いに基づくプロトコルと準備・測定プロトコルについて検討する。
シミュレーションにより、自由空間パス損失の軽減とキーレートの最大化において、複数のアンテナ構成と効率的なホモダイン検出が重要な役割を明らかにした。
システム性能は、長距離伝送における低THz周波数と短距離アプリケーションにおける高周波数に最適化されていることを示す。
提案プロトコルは,次世代無線ネットワークにおけるセキュアな量子通信のためのスケーラブルなソリューションを提供する。
関連論文リスト
- Realistic Threat Models for Fiber and Free-Space Continuous-Variable Quantum Key Distribution [0.0]
連続可変量子鍵分布(QKD)は、セキュアな量子通信のための強力な設定を提供する。
CV-QKDプロトコルの達成可能な性能は、損失とノイズの両方に対して脆弱であるように見えるという事実によって制限されている。
論文 参考訳（メタデータ） (2025-10-08T12:57:15Z) - Long-range photonic device-independent quantum key distribution using SPDC sources and linear optics [0.7334784262119398]
長距離デバイス非依存量子鍵分布(DI QKD)
本稿では、QKDのための2つの実験可能なスキームを提案する。
その結果,検出器効率は81%と正の値を示した。
この研究は、量子通信ネットワークにおけるデバイス非依存のセキュリティに向けた重要なマイルストーンである。
論文 参考訳（メタデータ） (2025-07-31T05:23:27Z) - Practical hybrid PQC-QKD protocols with enhanced security and performance [44.8840598334124]
我々は,量子古典ネットワーク内でQKDとPQCが相互運用するハイブリッドプロトコルを開発した。
特に、それぞれのアプローチの個々の性能に対して、スピードと/またはセキュリティを向上する可能性のある、異なるハイブリッド設計について検討する。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-11-02T00:02:01Z) - QOSST: A Highly-Modular Open Source Platform for Experimental Continuous-Variable Quantum Key Distribution [0.0]
量子鍵分布(Quantum Key Distribution, QKD)は、量子物理学の法則に根ざした情報理論セキュリティを持つ2つのリモートパーティ間の秘密鍵交換を可能にする。
私たちは、原則的にハードウェアに依存しず、複数の構成で使用可能な、高度にモジュール化されたオープンソースソフトウェアを提供しています。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-04-29T12:15:49Z) - Practical quantum secure direct communication with squeezed states [37.69303106863453]
CV-QSDCシステムの最初の実験実験を行い,その安全性について報告する。
この実現は、将来的な脅威のない量子大都市圏ネットワークへの道を歩み、既存の高度な波長分割多重化(WDM)システムと互換性がある。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-06-25T19:23:42Z) - High-rate continuous-variable measurement device-independent quantum key distribution with finite-size security [0.0]
連続可変(CV)測定デバイス独立(MDI)QKDは、様々な量子ネットワークトポロジーを作成する上で有望な候補である。
本稿では,CV MDI-QKDシステムによる集団攻撃に対する安全な鍵レート2.6Mbit/sを実現するための,最初の実験的検証を行った。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-03-02T22:20:29Z) - MIMO Terahertz Quantum Key Distribution [14.156975741478018]
室温で動作するテラヘルツ(THz)周波数アプリケーションのための量子鍵分布(QKD)方式を提案する。
提案手法は,第5世代超セキュア無線通信システムにおいて,屋内および屋外のQKDアプリケーションに使用することができる。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-05-08T08:54:02Z) - Composably secure data processing for Gaussian-modulated continuous
variable quantum key distribution [58.720142291102135]
連続可変量子鍵分布(QKD)は、ボソニックモードの二次構造を用いて、2つのリモートパーティ間の秘密鍵を確立する。
構成可能な有限サイズセキュリティの一般的な設定におけるホモダイン検出プロトコルについて検討する。
特に、ハイレート(非バイナリ)の低密度パリティチェックコードを使用する必要のあるハイシグネチャ・ツー・ノイズ・システマを解析する。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-03-30T18:02:55Z) - Round-robin differential phase-time-shifting protocol for quantum key
distribution: theory and experiment [58.03659958248968]
量子鍵分布(QKD)は、遠隔者間で共通の暗号鍵の確立を可能にする。
近年,信号の乱れの監視を回避できるQKDプロトコルが提案され,初期の実験で実証されている。
我々は,ラウンドロビン差動位相シフトプロトコルのセキュリティ証明を,集団攻撃シナリオにおいて導出する。
その結果,RRDPTSプロトコルは高い量子ビット誤り率の条件下で,RDPSと比較して高い秘密鍵レートが得られることがわかった。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-03-15T15:20:09Z)
関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。
指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。