論文の概要: Observable-Level Framework for Finite-Key Security in Coherent-One-Way Quantum Key Distribution

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2610.28239v1
• Date: Tue, 20 Oct 2026 14:04:04 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-10-21 21:58:47.840181
• Title: Observable-Level Framework for Finite-Key Security in Coherent-One-Way Quantum Key Distribution
• Title（参考訳）: コヒーレントワンウェイ量子鍵分布における有限鍵セキュリティのための可観測レベルフレームワーク
• Abstract要約: コヒーレント・ワン・ウェイ量子鍵分布のセキュリティ解析には、光デバイスモデリング、有限実験統計、セキュリティ推論を一貫して扱う必要がある。 パイプライン _phys -> p -> O -> S_j(O) によって構成されたモジュラー観測レベルシミュレーションフレームワークを提案する。 このフレームワークは, 解析光学, 仮想状態, 有限キー関係に対して検証され, 実験的なCOW-QKD演算点に対して評価される。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.03110995905282905
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Practical security analysis of Coherent-One-Way (COW) quantum key distribution requires optical-device modeling, finite experimental statistics, and security inference to be treated consistently without conflating assumptions. We present a modular observable-level simulation framework organized through the pipeline θ_phys -> p -> O -> S_j(O), in which physical source, channel, receiver, and detector parameters determine detector-resolved event probabilities, a finite-block layer applies an effective dead-time treatment and generates aggregate detector counts, and interchangeable security evaluators act on the same observable record. The framework is verified against analytical optical, virtual-state, and finite-key relations and evaluated against reported experimental COW-QKD operating points. The Kato finite-key calculation reproduces the refined experimentally reported secure-key rates most closely at intermediate distances, with deviations of -1.5% at 50 km and -10.3% at 75 km. Monitoring bright-port decoy counts agree within 0.9-2.4%, while remaining distance-dependent dark-port residual identifies the principal model-sensitive observable of the present physical description. Applying Kato and Azuma-Hoeffding concentration treatments to identical detector records isolates the effect of finite-key statistical inference and shows substantially tighter Kato phase-error bounds for rare-event monitoring records studied here. Holding the Kato evaluator fixed, joint optimization of coherent-state mean photon number mu and receiver splitting fraction t_B increases model-predicted secure-key rate by 7.4-20.2% relative to optimization of mu alone with t_B = 0.3. The framework therefore provides a common computational interface for experimental reproduction, controlled security-model comparison, model-based protocol optimization, and modular adversarial stress testing in COW-QKD.
• Abstract（参考訳）: Coherent-One-Way(COW)量子鍵分布の実用的セキュリティ解析には、光デバイスモデリング、有限実験統計、およびセキュリティ推論が、仮定を混同することなく一貫して扱う必要がある。 本稿では, 物理源, チャネル, 受信機, 検出器パラメータが検出可能事象確率を決定するパイプライン θ_phys -> p -> O-> S_j(O) を通じて構成されたモジュラー可観測レベルシミュレーションフレームワークを提案する。 このフレームワークは, 解析光学, 仮想状態, 有限キー関係に対して検証され, 実験的なCOW-QKD演算点に対して評価される。 加藤有限鍵計算は、実験によって報告された安全な鍵レートを最も近い距離で再現し、50kmで-1.5%、75kmで10.3%の偏差を持つ。 明るいポートデコイ数を監視することは0.9-2.4%の範囲で一致するが、距離依存のダークポート残差は現在の物理記述の主モデル感度観測可能であることを証明している。 加藤と東ホフディングの濃度処理を同一検出器記録に適用することにより、有限キー統計的推測の影響を分離し、希少な観測記録に対する加藤位相誤差境界を著しく厳格に示す。 加藤評価器を固定すると、コヒーレント状態の平均光子数 mu とレシーバ分割率 t_B の合同最適化は、t_B = 0.3 の Mu 単独の最適化と比較してモデル予測されたセキュアキー率 7.4-20.2% を増加させる。 したがって、このフレームワークは、実験的な再現、制御されたセキュリティモデルの比較、モデルベースのプロトコル最適化、COW-QKDにおけるモジュラー対向ストレステストのための共通の計算インターフェースを提供する。

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