論文の概要: Prepare-and-measure quantum key distribution from a bound on information leakage

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2610.37296v1
• Date: Tue, 27 Oct 2026 14:16:59 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-10-28 21:04:31.654921
• Title: Prepare-and-measure quantum key distribution from a bound on information leakage
• Title（参考訳）: 情報漏洩のバウンダリによる前処理と測定の量子鍵分布
• Abstract要約: デバイス非依存の量子キー分散(QKD)プロトコルでは、送信者のデバイスは、ユーザの研究室外で利用可能な情報を制限する必要がある。 この単一の境界は、ソースが発するすべての入力を推測する確率によって定量化され、集団攻撃に対するセキュリティを証明するのに十分であることを示す。 我々の最良のプロトコルは、標準のデバイス依存BB84の11%のしきい値と比較して、8%の量子ビット誤り率に対応する0.84まで振動を許容する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.9954435559869311
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Every quantum key distribution (QKD) protocol must limit the information available outside the users' laboratories. In device-independent QKD this is essentially the only assumption made on the devices. In a prepare-and-measure setting it cannot be imposed strictly, since the sender's device must emit a signal that depends on her private input. The natural replacement, and a minimal one, is a leakage bound: a bound on how much information about the input leaves the sender's laboratory, through the intended signal or through any side channel. We ask how far this unavoidable requirement can replace a detailed model of the source. We show that this single bound, quantified by the probability of guessing the input from everything the source emits, suffices to prove security against collective attacks. In our analysis, nothing is assumed about the precise form of the emitted states, their dimension, energy or purity, nor about the receiver's measurement device, beyond the standard requirement that it does not leak Bob's data. The standard B92 and BB84 protocols do not certify any key under this minimal leakage bound assumption. But closely related protocols can and, in the ideal limit, achieve one secret bit per key round. For noisy implementations, we compute key rates using semidefinite programming relaxations. Our best protocols tolerate visibilities down to 0.84, corresponding to an 8% quantum bit error rate, compared with the 11% threshold of standard device-dependent BB84.
• Abstract（参考訳）: 全ての量子鍵分布(QKD)プロトコルは、ユーザーの研究室外で利用可能な情報を制限する必要がある。 デバイスに依存しないQKDでは、基本的にこれがデバイス上でなされた唯一の仮定である。 準備と測定の設定では、送信者の装置は、個人的な入力に依存する信号を出力しなければならないため、厳密には課せられません。 入力に関する情報が、送信者の研究室から、意図した信号を介して、あるいは任意のサイドチャネルを通して、どれだけの量の情報を残すかのバウンダリである。 この避けられない要件が、どの程度ソースの詳細なモデルを置き換えることができるのかを問う。 この単一の境界は、ソースが発するすべての入力を推測する確率によって定量化され、集団攻撃に対するセキュリティを証明するのに十分であることを示す。 本分析では, 出力状態の正確な形状, 寸法, エネルギー, 純度, 受信機の測定装置について, ボブのデータを漏出しないという標準条件以外は何も仮定されていない。 標準のB92およびBB84プロトコルは、この最小リーク境界仮定の下で鍵を認証しない。 しかし、密接に関連するプロトコルは、理想的にはキーラウンド毎に1つの秘密のビットを達成できる。 ノイズの多い実装では、半定値プログラミング緩和を用いて鍵レートを計算する。 我々の最良のプロトコルは、標準のデバイス依存BB84の11%のしきい値と比較して、8%の量子ビット誤り率に対応する0.84まで振動を許容する。

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