論文の概要: Analyzing the performance of CV-MDI QKD under continuous-mode scenarios

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2512.16114v1
• Date: Thu, 18 Dec 2025 03:07:08 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-12-19 18:10:31.893276
• Title: Analyzing the performance of CV-MDI QKD under continuous-mode scenarios
• Title（参考訳）: 連続モードシナリオにおけるCV-MDI QKDの性能解析
• Authors: Yanhao Sun, Ziyang Chen, Xiangyu Wang, Song Yu, Hong Guo,
• Abstract要約: 高速システムでは、スペクトルの拡大はベル測度を理想的な単一モードのシナリオから逸脱させる。 連続モードシナリオ下でのCV-MDI QKDの性能解析に時間モード(TM)を導入する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 10.249317882350228
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Continuous-variable measurement-device-independent quantum key distribution (CV-MDI QKD) can address vulnerabilities on the detection side of a QKD system. The core of this protocol involves continuous-variable Bell measurements performed by an untrusted third party. However, in high-speed systems, spectrum broadening causes Bell measurements to deviate from the ideal single-mode scenario, resulting in mode mismatches, reduced performance, and compromised security. Here, we introduce temporal modes (TMs) to analyze the performance of CV-MDI QKD under continuous-mode scenarios. The mismatch between Bob's transmitting mode and Bell measurement mode has a more significant effect on system performance compared to that on Alice's side. When the Bell receiver is close to Bob and the mismatch is set to just 5%, the transmission distance drastically decreases from 87.96 km to 18.50 km. In comparison, the same mismatch for Alice reduces the distance to 86.83 km. This greater degradation on Bob's side can be attributed to the asymmetry in the data modification step. Furthermore, the mismatch in TM characteristics leads to a significant reduction in the secret key rate by 83% when the transmission distance is set to 15 km, which severely limits the practical usability of the protocol over specific distances. These results indicate that in scenarios involving continuous-mode interference, such as large-scale MDI network setups, careful consideration of each user's TM characteristics is crucial. Rigorous pre-calibration of these modes is essential to ensure the system's reliability and efficiency.
• Abstract（参考訳）: 連続可変計測デバイス非依存量子鍵分布(CV-MDI QKD)は、QKDシステムの検出側の脆弱性に対処することができる。 このプロトコルの中核は、信頼できない第三者によって実行される連続可変ベル測定である。 しかし、高速システムでは、スペクトルの拡大はベル測度を理想的な単一モードのシナリオから逸脱させ、モードミスマッチ、性能低下、セキュリティを損なう結果となった。 本稿では,連続モードシナリオ下でのCV-MDI QKDの性能解析のための時間モード(TM)を提案する。 ボブの送信モードとベルの測定モードのミスマッチは、アリスの側に比べてシステム性能に顕著な影響を与えている。 ベル受信機がボブに近づき、ミスマッチが5%に設定されると、送信距離は87.96kmから18.50kmに劇的に減少する。 対照的に、アリスの同じミスマッチは86.83kmまでの距離を縮める。 ボブ側のこの大きな劣化は、データ修正ステップにおける非対称性に起因する。 さらに、TM特性のミスマッチにより、送信距離が15kmに設定された場合、秘密鍵レートが83%減少し、特定の距離におけるプロトコルの実用性を大幅に制限する。 これらの結果から,大規模なMDIネットワークの設定など,連続モード干渉を伴うシナリオにおいては,各ユーザのTM特性を慎重に検討することが重要である。 これらのモードの厳密な事前校正は、システムの信頼性と効率性を保証するために不可欠である。

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