論文の概要: Fundamental Limits on QBER and Distance in Quantum Key Distribution

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2602.22319v1
• Date: Wed, 25 Feb 2026 19:00:02 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-02-27 18:41:22.376022
• Title: Fundamental Limits on QBER and Distance in Quantum Key Distribution
• Title（参考訳）: 量子鍵分布におけるQBERと距離の基本限界
• Authors: Stefano Pirandola,
• Abstract要約: 我々は、セキュアQKDと互換性のある最大量子ビット誤り率を確立し、通信距離に対応する上限を導出する。 現実的な物理ノイズモデルに情報理論的限界を接続することにより、ファイバーおよび自由空間リンクにおける達成可能な距離の普遍的境界を求める。
• 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: Quantum key distribution (QKD) enables information-theoretic secure communication, yet its ultimate tolerance to noise and achievable transmission distance remain fundamentally constrained. We establish the maximum quantum bit error rate (QBER) compatible with secure QKD and derive corresponding upper bounds on communication distance. Our results follow from a fundamental capacity threshold for qubit Pauli channels and apply to protocols based on two or more mutually unbiased bases, using either single-photon or weak coherent sources. By connecting information-theoretic limits to realistic physical noise models, we obtain universal bounds on achievable distances in fiber and free-space links, including diffraction-limited constraints relevant to deep-space quantum communications. These findings clarify the ultimate noise robustness of QKD and delineate the fundamental boundaries of secure quantum communication.
• Abstract（参考訳）: 量子鍵分布(QKD)は、情報理論の安全な通信を可能にするが、ノイズと到達可能な伝送距離に対する究極の耐性は、基本的に制限されているままである。 我々は、セキュアQKDと互換性のある最大量子ビット誤り率(QBER)を確立し、通信距離に対応する上限を導出する。 我々の結果は、量子パウリチャネルの基本容量しきい値から導かれ、単一光子または弱いコヒーレントソースを用いて、2つ以上の非バイアスベースに基づくプロトコルに適用される。 現実的な物理ノイズモデルに情報理論的限界を接続することにより、深い空間量子通信に関連する回折制限を含む、ファイバーおよび自由空間リンクにおける達成可能な距離の普遍的境界を得る。 これらの結果は、QKDの究極のノイズロバスト性を明らかにし、セキュアな量子通信の基本的境界を明確にする。

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