論文の概要: Entropy Bounds via Hypothesis Testing and Its Applications to Two-Way Key Distillation in Quantum Cryptography

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2602.05870v1
• Date: Thu, 05 Feb 2026 16:48:03 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-02-06 18:49:09.056433
• Title: Entropy Bounds via Hypothesis Testing and Its Applications to Two-Way Key Distillation in Quantum Cryptography
• Title（参考訳）: 仮説検証によるエントロピー境界の量子暗号への応用
• Authors: Rutvij Bhavsar, Junguk Moon, Joonwoo Bae,
• Abstract要約: 量子鍵分布(QKD) 量子状態の分散による計算仮定に頼ることなく、情報理論のセキュリティ。 本研究では, 有利な蒸留法や量子仮説法といった二方向の鍵蒸留を応用し, 達成可能な鍵レート間の厳密な接続を確立する。 我々の研究は、量子多重仮説テストの進歩がQKDのセキュリティ分析を直接的に研ぎ澄める方法を示している。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.38233569758620045
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Quantum key distribution (QKD) achieves information-theoretic security, without relying on computational assumptions, by distributing quantum states. To establish secret bits, two honest parties exploit key distillation protocols over measurement outcomes resulting after the the distribution of quantum states. In this work, we establish a rigorous connection between the key rate achievable by applying two-way key distillation, such as advantage distillation, and quantum asymptotic hypothesis testing, via an integral representation of the relative entropy. This connection improves key rates at small to intermediate blocklengths relative to existing fidelity-based bounds and enables the computation of entropy bounds for intermediate to large blocklengths. Moreover, this connection allows one to close the gap between known sufficient and conjectured necessary conditions for key generation in the asymptotic regime, while the precise finite blocklegth conditions remain open. More broadly, our work shows how advances in quantum multiple hypothesis testing can directly sharpen the security analyses of QKD.
• Abstract（参考訳）: 量子鍵分布(QKD)は、量子状態の分散による計算仮定に頼ることなく、情報理論のセキュリティを実現する。 秘密ビットを確立するために、2つの正直な当事者は、量子状態の分布後に生じる測定結果に対して鍵蒸留プロトコルを利用する。 本研究では, 相対エントロピーの積分表現を用いて, 優位蒸留や量子漸近仮説検定といった二方向の鍵蒸留を施すことにより, 達成可能な鍵レート間の厳密な接続を確立する。 この接続は、既存の忠実度ベースの境界に対して、最小から中間のブロック長における鍵レートを改善し、中間から大きなブロック長に対するエントロピー境界の計算を可能にする。 さらに、この接続により、既知の十分条件と予想される漸近的状態における鍵生成に必要な条件の間のギャップを埋めることができるが、正確な有限ブロックレッグ条件は開のままである。 より広く、我々の研究は量子多重仮説テストの進歩がQKDのセキュリティ分析を直接的に研ぎ澄める方法を示している。

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