論文の概要: Optimization of Secret Key Rate for BB84 under Collective Rotation Noise

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2605.21140v1
• Date: Wed, 20 May 2026 13:16:58 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-05-21 19:19:56.689319
• Title: Optimization of Secret Key Rate for BB84 under Collective Rotation Noise
• Title（参考訳）: 集合回転騒音下におけるBB84の秘密鍵レートの最適化
• Authors: Wajiha Masood, Muhammad Waseem, Afshan Irshad,
• Abstract要約: 量子鍵分布(QKD)システムはノイズ下で動作するが、プロトコルのセキュリティは理想的なノイズのないシナリオで分析されている。 本研究では, BB84プロトコルの耐震性能について, 集団回転雑音の影響について検討した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.1801428532160723
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Practical quantum key distribution (QKD) systems operate under noise, but security of most protocols have been analyzed under ideal noiseless scenarios. In this work, we investigated security performance of BB84 protocol under effect of collective rotation noise. Using theoretical quantum information frameworks, we analyzed key security parameters including quantum bit error rate (QBER), mutual information and secret key rate (SKR). Security of protocol is studied under various eavesdropping scenarios based on intercept and resend attacks. Our results show that collective rotation noise has a significant impact on the information shared between the two parties. Particularly, we extended prior treatments by suggesting a noise engineering strategy where we identified a non-zero noise range where information accessed by Eve is minimized while corresponding SKR degradation remains relatively small. This analysis provide insights into robustness of BB84 protocol under realistic noisy channels and may contribute towards development of more resilient QKD systems.
• Abstract（参考訳）: 実用的な量子鍵分布(QKD)システムはノイズ下で動作するが、ほとんどのプロトコルのセキュリティは理想的なノイズのないシナリオで分析されている。 本研究では, BB84プロトコルの耐震性能について, 集団回転雑音の影響について検討した。 理論量子情報フレームワークを用いて、量子ビット誤り率(QBER)、相互情報、秘密鍵レート(SKR)などのキーセキュリティパラメータを解析した。 プロトコルのセキュリティは、インターセプトと再送攻撃に基づく様々な盗聴シナリオの下で研究される。 その結果, 集団回転ノイズは両者間で共有される情報に有意な影響を及ぼすことがわかった。 特に,Eveがアクセスする情報を最小限に抑えつつ,対応するSKR劣化を比較的小さく抑える非ゼロノイズ範囲を同定するノイズエンジニアリング戦略を提案することで,先行治療を拡張した。 この分析は、現実的なノイズチャネル下でのBB84プロトコルの堅牢性に関する洞察を与え、より弾力性のあるQKDシステムの開発に寄与する可能性がある。

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