Simple and rigorous proof method for the security of practical quantum key distribution in the single-qubit regime using mismatched basis measurements

Michel Boyer, Gilles Brassard, Nicolas Godbout, Rotem Liss, Stéphane Virally

Article de revue (2023)

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Résumé

Quantum key distribution (QKD) protocols aim at allowing two parties to generate a secret shared key. While many QKD protocols have been proven unconditionally secure in theory, practical security analyses of experimental QKD implementations typically do not take into account all possible loopholes, and practical devices are still not fully characterized for obtaining tight and realistic key rates. We present a simple method of computing secure key rates for any practical implementation of discrete-variable QKD (which can also apply to measurement-device-independent QKD), initially in the single-qubit lossless regime, and we rigorously prove its unconditional security against any possible attack. We hope our method becomes one of the standard tools used for analysing, benchmarking, and standardizing all practical realizations of QKD.

Mots clés

Organismes subventionnaires:
NSERC, INTRIQ, Canada Research Chair Program, Government of Spain, Severo Ochoa, Fundació Cellex, EU NextGen Funds, Fundació Mir-Puig, Technion’s Helen Diller Quantum Center, Generalitat de Catalunya
Numéro de subvention:
FIS2020-TRANQI, CEX2019-000910-S
Adresse URL de PolyPublie:
Titre de la revue :
Quantum Reports ( vol. 5 , no 1 )
Maison d'édition:
MDPI
OAI:
oai:publications.polymtl.ca:52397
ORCID
Date du dépôt:
18 avr. 2023 14:58
Dernière modification:
14 oct. 2026 14:10
Citer en APA 7:
Boyer, M., Brassard, G., Godbout, N., Liss, R., & Virally, S. (2023). Simple and rigorous proof method for the security of practical quantum key distribution in the single-qubit regime using mismatched basis measurements. Quantum Reports, 5(1), 52-77. https://doi.org/10.3390/quantum5010005

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