論文の概要: Discrete-phase-randomized mode-pairing quantum key distribution

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2605.14484v1
• Date: Thu, 14 May 2026 07:24:40 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-05-15 21:45:34.683913
• Title: Discrete-phase-randomized mode-pairing quantum key distribution
• Title（参考訳）: 離散位相ランダム化モードペアリング量子鍵分布
• Authors: Yuewei Xu, Zeyang Lu, Chan Li, Jian Long, Zhu Cao,
• Abstract要約: 本稿では,離散位相ランダム化モードペアリング量子鍵分布(DPR-MP-QKD)プロトコルを提案する。 このアプローチがランダム性に対する需要を大幅に減少させることを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.1712989475753925
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Mode-pairing quantum key distribution (MP-QKD) protocol achieves performance beyond the repeaterless rate-transmittance bound and exhibits excellent practicality by avoiding the requirement for difficult global phase locking. However, the source side of MP-QKD still relies on the assumption of continuous phase randomization, an experimentally infeasible requirement in practice. Therefore, the practical security of the protocol cannot be fully guaranteed. In this work, we propose a discrete-phase-randomized mode-pairing quantum key distribution (DPR-MP-QKD) protocol and analyze the basis-dependence of the source side. Then, we introduce a concrete discrete version of the decoy state method that ensures the security of the DPR-MP-QKD protocol. Finally, simulation results indicate that as the number of discrete phases increases, the key rate performance of DPR-MP-QKD progressively approaches that of the continuous case, with convergence achieved at approximately 14 discrete phases. Moreover, our approach drastically lowers the demand for randomness. While conventional continuous phase randomization demands an unlimited supply of random bits, we show that merely a few bits (e.g., 4) are adequate.
• Abstract（参考訳）: モードペアリング量子鍵分布(MP-QKD)プロトコルは、繰り返し速度-送信境界を超える性能を実現し、困難なグローバルフェーズロックの要件を回避することにより、優れた実用性を示す。 しかし、MP-QKDのソース側は、実際には実験的に不可能な要件である連続位相ランダム化の仮定に依存している。 したがって、プロトコルの実際のセキュリティを完全に保証することはできない。 本研究では,離散位相ランダム化モードペアリング量子鍵分布(DPR-MP-QKD)プロトコルを提案する。 そこで我々は,DPR-MP-QKDプロトコルのセキュリティを保証するために,deoy stateメソッドの具体的な個別バージョンを導入する。 最後に, 離散位相の数が増えるにつれて, DPR-MP-QKDのキーレート性能は, 連続の場合のキーレート性能に徐々に接近し, 約14個の離散位相で収束することを示した。 さらに,本手法はランダム性の要求を大幅に低減する。 従来の連続位相ランダム化ではランダムビットの無制限供給が要求されるが、わずか数ビット (eg, 4) で十分であることを示す。

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