संचार और नेविगेशन संस्थान, जर्मन एयरोस्पेस सेंटर, ओबेरफैफेनहोफेन, 82234 वेस्लिंग, जर्मनी
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सार
यह पेपर QKD प्रोटोकॉल की सुरक्षा का प्रस्ताव करता है और साबित करता है जो बिट फ्लिप और चरण फ्लिप त्रुटियों की संख्या का अनुमान लगाने के लिए यादृच्छिक नमूने के बजाय दो-सार्वभौमिक हैशिंग का उपयोग करता है। यह प्रोटोकॉल छोटे ब्लॉक आकारों के लिए पिछले QKD प्रोटोकॉल से नाटकीय रूप से बेहतर प्रदर्शन करता है। अधिक आम तौर पर, दो-सार्वभौमिक हैशिंग QKD प्रोटोकॉल के लिए, एसिम्प्टोटिक और परिमित कुंजी दर के बीच का अंतर $n$ क्वैबिट की संख्या के साथ $cn^{-1}$ के रूप में घट जाता है, जहां $c$ सुरक्षा पैरामीटर पर निर्भर करता है। तुलना के लिए, एक अनुकूलित प्रोटोकॉल के लिए समान अंतर $c'n^{-1/3}$ से अधिक तेजी से कम नहीं होता है जो यादृच्छिक नमूनाकरण का उपयोग करता है और इसमें समान स्पर्शोन्मुख दर होती है, जहां $c'$ सुरक्षा पैरामीटर और त्रुटि पर निर्भर करता है दर।
लोकप्रिय सारांश
मौजूदा QKD प्रोटोकॉल और सुरक्षा प्रमाण मापदंडों के बीच व्यापार-बंद प्रदर्शित करते हैं: दी गई संख्या में क्वैबिट के लिए, शोर प्रतिरोध या सुरक्षा में सुधार से आउटपुट का आकार छोटा हो जाता है। ये ट्रेड-ऑफ़ विशेष रूप से तब गंभीर होते हैं जब क्वैबिट की संख्या छोटी होती है, यानी लगभग 1000-10000। व्यवहार में इतनी कम संख्या में क्वैबिट तब उत्पन्न होते हैं जब क्वांटम चैनल को लागू करना विशेष रूप से कठिन होता है, उदाहरण के लिए जब एक उपग्रह उलझे हुए फोटॉन जोड़े को दो ग्राउंड स्टेशनों पर संचारित कर रहा होता है।
वर्तमान कार्य पूछता है: क्या ऐसे QKD प्रोटोकॉल और सुरक्षा प्रमाण हैं जो बेहतर पैरामीटर ट्रेड-ऑफ़ प्रदर्शित करते हैं, खासकर उस स्थिति में जब क्वैबिट की संख्या छोटी है? यह ऐसा ही एक QKD प्रोटोकॉल और सुरक्षा प्रमाण प्रस्तुत करता है। यह प्रोटोकॉल बिट फ्लिप और चरण फ्लिप त्रुटियों की संख्या का अनुमान लगाने के लिए यादृच्छिक नमूने के बजाय दो-सार्वभौमिक हैशिंग का उपयोग करता है, जिससे छोटी संख्या में क्वैबिट के लिए पैरामीटर ट्रेड-ऑफ में नाटकीय सुधार होता है, लेकिन प्रोटोकॉल को लागू करना कठिन हो जाता है।
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► संदर्भ
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