論文の概要: A Loss-Robust Disturbance Certificate for Minimal-Receiver Quantum Key Distribution

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2608.21974v1
• Date: Sat, 22 Aug 2026 14:22:25 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-08-25 13:29:43.54844
• Title: A Loss-Robust Disturbance Certificate for Minimal-Receiver Quantum Key Distribution
• Title（参考訳）: 最小受信量子鍵分布のためのロス・ロバスト外乱証明書
• Abstract要約: 量子鍵分配(QKD)は情報理論のセキュリティを享受するが、展開されたシステムに対する最も被害の大きい攻撃は受信機を利用する。 私たちはその構造を正確に特徴付け、決定論的に不可能な証明書を導入します。 3つの偏極状態に対して不完全であると証明し、4つのBB84状態がギャップを閉じていることを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.893558866535708
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Quantum Key Distribution (QKD) enjoys information-theoretic security, yet the most damaging attacks against deployed systems exploit the receiver, where the key bit is encoded in which one of a pair of never-identical detectors clicks. The minimal receiver, one rotatable polarizer and one threshold detector, removes that attack surface, and single-detector BB84 demonstrations already run sampled error estimation; the structure of its zero-probability error subensemble, however, has remained uncharacterized. We characterize exactly that structure, introducing a deterministic impossible-event certificate: a click behind a polarizer set orthogonal to the transmitted state has probability exactly zero on an ideal channel, so a single occurrence is a probability-one witness of disturbance; and, since loss deletes clicks and never creates them, the certificate is loss-robust. We prove it sound but incomplete over three polarization states, and show that the four BB84 states close the gap: a fixed-basis intercept-resend attack yields an ideal trip probability of $1/4$ per orthogonal round ($η/4$ observed at detection efficiency $η$), independent of the interception angle. An illustrative finite-size budget yields 256 retained bits from $\approx 62{,}000$ transmitted rounds at $η= 0.1$; under realistic detector noise ($q_0 = 10^{-6}$ per opened gate), each trip retains $\approx 12$ bits of evidence at a sub-percent honest false-abort probability per session. The core ideal trip-probability predictions are numerically verified on the Qiskit circuit simulator, via a released, seed-fixed implementation. Overall, by endowing the minimal-detector receiver of polarization QKD with a conclusive, loss-robust disturbance alarm, our solution lowers the hardware entry cost of security-monitored QKD, hence fostering its adoption at the cost-sensitive network edge.
• Abstract（参考訳）: 量子鍵分布(QKD)は情報理論のセキュリティを享受するが、展開されたシステムに対する最も被害の大きい攻撃は受信機を悪用する。 最小限の受信機、1つの回転可能な偏光器と1つのしきい値検出器は攻撃面を除去し、単一検出器BB84の実証はすでにサンプル誤差推定を実行している。 送信状態に直交する偏光器セットのクリックは、理想チャネル上で正確に0の確率を持つので、単一の発生は障害の確率1の目撃者であり、損失はクリックを削除し、決して生成しないため、証明書は損壊する。 4つのBB84状態がギャップを閉じていることを示す: 固定基底のインターセプト-リセプト攻撃は、検出効率$η$で観測された直交ラウンドあたり1/4$(η/4$)の理想的な旅行確率を得る。 実証的な有限サイズの予算は、$\approx 62{,}000$送信ラウンドを$η=0.1$で保持し、現実的な検知ノイズ(q_0 = 10^{-6}$ per open gate)の下では、各旅行はセッション当たりの真正な偽吸収確率で$\approx 12$の証拠を保持する。 コア理想のトリップ確率予測は、シード固定実装により、カイスキット回路シミュレータ上で数値的に検証される。 全体として、極性化QKDの最小検出器受信機に決定的なロスローバート障害アラームを付与することにより、セキュリティ監視QKDのハードウェアエントリーコストを低減し、コスト感受性ネットワークエッジでの採用を促進する。

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