To achieve the maximum information transfer and face a possible eavesdropper, the samples transmitted in continuous-variable quantum key distribution (CV-QKD) protocols are to be drawn from a continuous Gaussian distribution. As a matter of fact, in practical implementations the transmitter has a finite (power) dynamics and the Gaussian sampling can be only approximated. This requires the quantum protocols to operate at small powers. In this paper, we show that a suitable probabilistic amplitude shaping of a finite set of symbols allows to approximate at will the optimal channel capacity also for increasing average powers. We investigate the feasibility of this approach in the framework of CV-QKD, propose a protocol employing discrete quadrature amplitude modulation assisted with probabilistic amplitude shaping, and we perform the complete security analysis in ideal conditions.


翻译:为了实现最大程度的信息传输并面对可能的窃听器,以连续可变量键分布(CV-QKD)协议传输的样品将从连续的高斯分布中提取,事实上,在实际执行中,发射机具有一定的(功率)动态,高斯取样只能接近。这要求量子协议以小功率运行。在本文件中,我们表明,对一组有限的符号进行适当的概率振荡,可以随意估计最佳通道能力,也可以增加平均功率。我们在CV-QKD的框架内调查这一方法的可行性,提出使用离散的二次方位调节程序,辅之以概率振荡的形状,我们在理想条件下进行全面的安全分析。

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