論文の概要: Preprocessing noise in finite-size quantum key distribution
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2603.18213v1
- Date: Wed, 18 Mar 2026 19:00:01 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-03-20 17:19:05.81964
- Title: Preprocessing noise in finite-size quantum key distribution
- Title（参考訳）: 有限サイズの量子鍵分布における前処理ノイズ
- Authors: Gabriele Staffieri, Giuseppe D'Ambruoso, Giovanni Scala, Cosmo Lupo,
- Abstract要約: 本稿では,Alice と Bob の間で限られた信号しか交換できない有限サイズ方式における前処理ノイズの効果について検討する。
信頼ノイズは、アルファ->1の限界からアルファアロックス1.4まで、アルファの有限間隔でのみ鍵レートを改善する。
- 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: It is known that preprocessing noise may boost quantum key distribution by expanding the range of values of tolerated noise. For BB84, adding trusted noise may allow the generation of secret keys even for qubit error rate (QBER) beyond the 11% threshold in the asymptotic regime. Here we study the effect of preprocessing noise in the finite-size regime where only a limited number of signals are exchanged between Alice and Bob. We compute tight numerical lower bounds in terms of the sandwiched Rényi entropy of order alpha, optimized via a two-step Frank-Wolfe algorithm, in the presence of a trusted flipping probability q. We find that trusted noise improves the key rate only for a finite interval of alpha, from the alpha -> 1 limit up to alpha approx 1.4. By optimizing on the value of alpha, we determine finite-size key rates for different values of the QBER, observing enhancement due to trusted noise both in asymptotic and finite-size regimes. Finally, we determine the maximum tolerable QBER as a function of the block size.
- Abstract（参考訳）: 前処理ノイズは、許容雑音の値の範囲を広げることで量子鍵分布を増加させることが知られている。
BB84では、信頼されたノイズを追加することで、漸近的状態の11%を超えるクビット誤り率(QBER)においてもシークレットキーを生成することができる。
本稿では,Alice と Bob の間で限られた信号しか交換できない有限サイズ方式における前処理ノイズの効果について検討する。
2ステップのFrank-Wolfeアルゴリズムによって最適化された順序アルファのレニイエントロピーのサンドイッチ化による厳密な数値下界を、信頼性のある反転確率 q の存在下で計算する。
信頼ノイズは、アルファ->1の限界からアルファアロックス1.4まで、アルファの有限間隔でのみ鍵レートを改善する。
アルファ値の最適化により、QBERの異なる値に対する有限サイズの鍵レートを決定し、漸近的および有限サイズのレシエーションの両方において信頼ノイズによる拡張を観測する。
最後に,最大許容QBERをブロックサイズの関数として決定する。
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