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Erschienen in: Quantum Information Processing 4/2021

01.04.2021

Improved statistical fluctuation analysis for twin-field quantum key distribution

verfasst von: Jooyoun Park, Jonghyun Lee, Jun Heo

Erschienen in: Quantum Information Processing | Ausgabe 4/2021

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Abstract

The decoy state scheme is the most widely studied quantum key distribution protocol to detect existence of eavesdropping. Twin-field quantum key distribution (TF-QKD) is a promising protocol for realizing secret key sharing over long distances. However, the secret key rate becomes relatively low considering the finite-size effect. In this study, the statistical fluctuation analysis of the four-intensity decoy-state TF-QKD system proposed in a recent study (Zhang et al. in Phys Rev A 95:012333, 2017) is considered, and its performance is compared with the results of the Gaussian approximation and Chernoff bound methods. Numerical simulations show that the suggested method shows a considerable improvement in both the key generation rate and transmission distance over the Chernoff bound method under actual experimental environment. We find that the scheme increases secret key rate 1.04–4.06 times and transmission distances 10–18 km farther. We also present optimized parameters for Gaussian, Chernoff, and our scheme.

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Metadaten
Titel
Improved statistical fluctuation analysis for twin-field quantum key distribution
verfasst von
Jooyoun Park
Jonghyun Lee
Jun Heo
Publikationsdatum
01.04.2021
Verlag
Springer US
Erschienen in
Quantum Information Processing / Ausgabe 4/2021
Print ISSN: 1570-0755
Elektronische ISSN: 1573-1332
DOI
https://doi.org/10.1007/s11128-021-03035-x

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