論文の概要: High-Rate Free-Running Reference-Frame-Independent Measurement-Device-Independent Quantum Key Distribution with Classified Distillation
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2601.04949v1
- Date: Thu, 08 Jan 2026 13:54:24 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-01-09 17:01:53.223932
- Title: High-Rate Free-Running Reference-Frame-Independent Measurement-Device-Independent Quantum Key Distribution with Classified Distillation
- Title（参考訳）: 分級蒸留による高速フリーランニング基準フレーム非依存測定-デバイス非依存量子キー分布
- Authors: Xin Liu, Zhicheng Luo, Kaibiao Qin, Jiawang Liu, Zhenrong Zhang, Kejin Wei,
- Abstract要約: 本稿では,高速な参照フレーム変動下で高速な鍵生成を実現するRFI-MDI-QKDプロトコルを提案する。
我々のプロトコルは、従来のRFI-MDI-QKD方式の9倍以上のキーレートを達成する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 11.857996452128972
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
- Abstract: Reference-frame-independent measurement-device-independent quantum key distribution (RFI-MDI-QKD) eliminates detector side-channel attacks and avoids reference-frame calibration. While its feasibility has been widely demonstrated, existing implementations typically assume fixed or slowly drifting reference-frame misalignment, conditions rarely satisfied outside the laboratory. In realistic environments, rapid and free-running reference-frame variations can severely degrade both the key rate and transmission distance of conventional RFI-MDI-QKD. Here we propose a free-running RFI-MDI-QKD protocol that maintains high-rate key generation under rapid reference-frame variations. By introducing a classification-distillation method that reclassifies total detection events, secure keys can be extracted without modifying the experimental setup. Our protocol achieves a key rate more than nine times higher than the best previous RFI-MDI-QKD scheme and tolerates channel losses exceeding 24 dB, where earlier approaches fail. These results enable practical quantum key distribution on mobile platforms, including satellite-to-ground links and airborne nodes.
- Abstract（参考訳）: RFI-MDI-QKD(Reference-frame-independent Measurement-Device-Independent quantum key distribution)は、検出器サイドチャネル攻撃を排除し、参照フレーム校正を回避する。
その実現性は広く実証されているが、既存の実装では、固定または緩やかにドリフトする参照フレームのミスアライメントを前提としており、実験室の外では条件が満たされることはほとんどない。
現実的な環境では、RFI-MDI-QKDのキーレートと送信距離の両方が高速かつ自由な参照フレームの変動によって著しく低下する可能性がある。
本稿では,高速な参照フレーム変動下で高速な鍵生成を実現するRFI-MDI-QKDプロトコルを提案する。
完全検出イベントを再分類する分類蒸留法を導入することにより、安全な鍵を実験装置を変更することなく抽出することができる。
提案プロトコルは,従来のRFI-MDI-QKD方式の9倍以上のキーレートを実現し,従来のアプローチが失敗する24dB以上のチャネル損失を許容する。
これらの結果により、衛星間リンクや空中ノードを含むモバイルプラットフォーム上での実用的な量子鍵分布が可能となった。
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