論文の概要: Finite-size security of QKD: comparison of three proof techniques

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2601.03829v1
• Date: Wed, 07 Jan 2026 11:48:27 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-01-09 02:15:23.484307
• Title: Finite-size security of QKD: comparison of three proof techniques
• Title（参考訳）: QKDの有限サイズセキュリティ:3つの証明手法の比較
• Authors: Gabriele Staffieri, Giovanni Scala, Cosmo Lupo,
• Abstract要約: 我々は,集合攻撃下での量子鍵分布の有限サイズセキュリティに関する3つの証明手法を比較した。 ベンチマークとして,有限鍵レート推定をBB84プロトコルで評価する。 EURをベースとしたバウンダリは,検討対象のパラメータ範囲において,最も好適な性能を提供することを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: We compare three proof techniques for composable finite-size security of quantum key distribution under collective attacks, with emphasis on how the resulting secret-key rates behave at practically relevant block lengths. As a benchmark, we consider the BB84 protocol and evaluate finite-size key-rate estimates obtained from entropic uncertainty relations (EUR), from the asymptotic equipartition property (AEP), and from a direct finite-block analysis based on the conditional min-entropy, which we refer to as the finite-size min-entropy (FME) approach. For BB84 we show that the EUR-based bound provides the most favorable performance across the considered parameter range, while the AEP bound is asymptotically tight but can become overly pessimistic at moderate and small block sizes, where it may fail to certify a positive key. The FME approach remains effective in this small-block regime, yielding nonzero rates in situations where the AEP estimate vanishes, although it is not asymptotically optimal for BB84. These results motivate the use of FME-type analyses for continuous-variable protocols in settings where tight EUR-based bounds are unavailable, notably for coherent-state schemes where current finite-size analyses typically rely on AEP-style corrections.
• Abstract（参考訳）: 集団攻撃下での量子鍵分布の有限サイズセキュリティを構成可能な3つの証明手法と比較し、結果として生じる秘密鍵レートが実際に関連するブロック長でどのように振る舞うかを強調した。 ベンチマークとして、BB84プロトコルを考察し、エントロピー不確実性関係(EUR)、漸近等分性(AEP)、条件最小エントロピー(FME)アプローチに基づく直接有限ブロック解析から得られる有限サイズ鍵レート推定を評価する。 BB84 の場合、EUR ベースのバウンダリは、考慮されたパラメータ範囲で最も好ましいパフォーマンスを提供するが、AEP のバウンダリは漸近的にきついが、中小のブロックサイズでは過度に悲観的になり、正のキーの認証に失敗する可能性がある。 FME のアプローチは、BB84 に漸近的に最適ではないが、AEP 推定が消える状況では、非ゼロレートでこの小さなブロック方式で有効である。 これらの結果は、厳密なEURベースの境界が利用できない設定における連続可変プロトコルに対するFME型解析の使用を動機付け、特に現在の有限サイズ解析がAEPスタイルの補正に依存するコヒーレントな状態スキームに対してである。

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