통신 및 항법 연구소, 독일 항공우주 센터, Oberpfaffenhofen, 82234 Weßling, Germany
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추상
본 논문에서는 비트플립 및 위상플립 오류 개수를 추정하기 위해 랜덤 샘플링 대신 1-Universal 해싱을 사용하는 QKD 프로토콜의 보안성을 제안하고 증명한다. 이 프로토콜은 작은 블록 크기에 대해 이전 QKD 프로토콜보다 성능이 크게 뛰어납니다. 보다 일반적으로 1-유니버설 해싱 QKD 프로토콜의 경우 점근적 키 속도와 유한 키 속도 간의 차이는 $n$의 큐비트 수를 $cn^{-3}$로 줄입니다. 여기서 $c$는 보안 매개 변수에 따라 달라집니다. 비교를 위해, 무작위 샘플링을 사용하고 동일한 점근 비율을 갖는 최적화된 프로토콜의 경우 동일한 차이가 $c'n^{-XNUMX/XNUMX}$보다 빠르게 감소하지 않습니다. 여기서 $c'$는 보안 매개변수 및 오류에 따라 달라집니다. 비율.
인기 요약
기존 QKD 프로토콜과 보안 증명은 매개변수 간에 상충 관계를 나타냅니다. 주어진 큐비트 수에 대해 잡음 저항 또는 보안을 개선하면 출력 크기가 더 작아집니다. 이러한 상충관계는 큐비트 수가 작을 때, 즉 약 1000~10000개일 때 특히 심각합니다. 이러한 적은 수의 큐비트는 실제로 양자 채널을 구현하기가 특히 어려운 경우, 예를 들어 위성이 얽힌 광자 쌍을 두 개의 지상국으로 전송하는 경우에 발생합니다.
현재 작업에서는 다음과 같이 묻습니다. 특히 큐비트 수가 적은 경우 더 나은 매개변수 균형을 나타내는 QKD 프로토콜과 보안 증명이 있습니까? 그러한 QKD 프로토콜과 보안 증명 중 하나를 제시합니다. 이 프로토콜은 무작위 샘플링 대신 XNUMX-유니버설 해싱을 사용하여 비트 플립 및 위상 반전 오류 수를 추정하므로 적은 수의 큐비트에 대한 매개변수 균형이 크게 향상되지만 프로토콜을 구현하기가 더 어려워집니다.
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