quantification of the impact of photon distinguishability on measurement-device- independent quantum key distribution

التقدير الكمي لأثر قابلية تمييز الفوتونات على توزيع المفاتيح الكمومية المستقل عن أجهزة القياس

Clicks: 75
ID: 194740
2018
Free PDF
Article Quality & Performance Metrics
Overall Quality
Not rated
Combines reader engagement with the AI quality analysis. This article has not been analysed, so there is no overall score — reader engagement is measured and shown alongside.
AI Quality Assessment
Not analyzed
Readership in this journal
Emerging

Ranked #41 of 42 articles by views in biology bulletin of the academy of sciences of the ussr

Most read Least read

Bar heights use a square-root scale.

Mint this article as an NFT
Not yet minted

Create a permanent, verifiable on-chain record of this article on the Scimatic Network. The NFT is held in your Journament account, and you can withdraw it to your own wallet at any time.

5 SUSD one-off · no wallet required
Sign in to mint
Abstract
Measurement-Device-Independent Quantum Key Distribution (MDI-QKD) is a two-photon protocol devised to eliminate eavesdropping attacks that interrogate or control the detector in realized quantum key distribution systems. In MDI-QKD, the measurements are carried out by an untrusted third party, and the measurement results are announced openly. Knowledge or control of the measurement results gives the third party no information about the secret key. Error-free implementation of the MDI-QKD protocol requires the crypto-communicating parties, Alice and Bob, to independently prepare and transmit single photons that are physically indistinguishable, with the possible exception of their polarization states. In this paper, we apply the formalism of quantum optics and Monte Carlo simulations to quantify the impact of small errors in wavelength, bandwidth, polarization and timing between Alice’s photons and Bob’s photons on the MDI-QKD quantum bit error rate (QBER). Using published single-photon source characteristics from two-photon interference experiments as a test case, our simulations predict that the finite tolerances of these sources contribute ( 4.04 ± 20 / N sifted ) % to the QBER in an MDI-QKD implementation generating an N sifted -bit sifted key.
يُعد توزيع المفتاح الكمي المستقل عن أجهزة القياس (MDI-QKD) بروتوكولاً ثنائي الفوتون وُضع للقضاء على هجمات التنصت التي تستجوب الكواشف أو تتحكم بها في أنظمة توزيع المفتاح الكمي المطبقة عملياً. وفي بروتوكول MDI-QKD، يتولى طرف ثالث غير موثوق به إجراء القياسات، وتُعلن نتائجها على الملأ؛ ولا تمنح معرفة نتائج القياس أو التحكم فيها هذا الطرف الثالث أي معلومات حول المفتاح السري. ويتطلب التنفيذ الخالي من الأخطاء لبروتوكول MDI-QKD قيام طرفي الاتصال المشفّر، أليس وبوب، بإعداد وبث فوتونات مفردة بصورة مستقلة بحيث يتعذر التمييز بينها فيزيائياً، مع استثناء محتمل لحالات استقطابها. ونطبق في هذه الورقة الصياغة النظرية للبصريات الكمية ومحاكاة مونت كارلو لتقدير الأثر الكمي للأخطاء الطفيفة في الطول الموجي، وعرض النطاق، والاستقطاب، والتوقيت بين فوتونات أليس وفوتونات بوب على معدل الخطأ في البت الكمي (QBER) الخاص ببروتوكول MDI-QKD. وبالاستناد إلى خصائص مصادر الفوتون المفرد المنشورة والمستمدة من تجارب تداخل الفوتونين كحالة اختبار، تتوقع عمليات المحاكاة لدينا أن التفاوتات المحدودة لهذه المصادر تسهم بنسبة ( 4.04 ± 20 / N sifted ) % في معدل QBER عند تطبيق بروتوكول MDI-QKD الذي يولد مفتاحاً منقّى (sifted key) بطول N sifted بت.
Reference Key
simon2018electronicsquantification Use this key to autocite in the manuscript while using SciMatic Manuscript Manager or Thesis Manager
Authors ;Garrett K. Simon;Blake K. Huff;William M. Meier;Logan O. Mailloux;Lee E. Harrell
Journal biology bulletin of the academy of sciences of the ussr
Year 2018
DOI
10.3390/electronics7040049
URL
http://www.mdpi.com/2079-9292/7/4/49
Keywords Keywords not found

Citations

No citations found. To add a citation, contact the admin at info@scimatic.org

Comments

No comments yet. Be the first to comment on this article.