論文の概要: Proof-of-principle experimental demonstration of twin-field quantum key
distribution over optical channels with asymmetric losses
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2001.10599v1
- Date: Tue, 28 Jan 2020 21:43:06 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-06-05 08:53:54.327331
- Title: Proof-of-principle experimental demonstration of twin-field quantum key
distribution over optical channels with asymmetric losses
- Title（参考訳）: 非対称損失を有する光チャネル上のツインフィールド量子鍵分布の実証実験
- Authors: Xiaoqing Zhong, Wenyuan Wang, Li Qian and Hoi-Kwong Lo
- Abstract要約: 非対称チャネル損失を持つTFQKDは、50dB全体の損失に対して、ポイントツーポイントQKDの鍵レートの基本的な限界を超えることを示す。
非対称チャネル損失を持つTFQKDの鍵レートの増加と拡張された距離カバレッジは、長距離量子ネットワークにおいてその優位性を保証する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.0682439731292592
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Twin-field (TF) quantum key distribution (QKD) is highly attractive because
it can beat the fundamental limit of secret key rate for point-to-point QKD
without quantum repeaters. Many theoretical and experimental studies have shown
the superiority of TFQKD in long-distance communication. All previous
experimental implementations of TFQKD have been done over optical channels with
symmetric losses. But in reality, especially in a network setting, the
distances between users and the middle node could be very different. In this
paper, we perform a first proof-of-principle experimental demonstration of
TFQKD over optical channels with asymmetric losses. We compare two compensation
strategies, that are (1) applying asymmetric signal intensities and (2) adding
extra losses, and verify that strategy (1) provides much better key rate.
Moreover, the higher the loss, the more key rate enhancement it can achieve. By
applying asymmetric signal intensities, TFQKD with asymmetric channel losses
not only surpasses the fundamental limit of key rate of point-to-point QKD for
50 dB overall loss, but also has key rate as high as $2.918\times10^{-6}$ for
56 dB overall loss. Whereas no keys are obtained with strategy (2) for 56 dB
loss. The increased key rate and enlarged distance coverage of TFQKD with
asymmetric channel losses guarantee its superiority in long-distance quantum
networks.
- Abstract（参考訳）: ツインフィールド(TF)量子鍵分布(QKD)は、量子リピータを使わずに、ポイントツーポイントQKDの秘密鍵レートの基本的な限界を超えることができるため、非常に魅力的である。
多くの理論的および実験的研究により、長距離通信におけるtfqkdの優位が示されている。
TFQKDの以前の実験的実装は、対称損失を持つ光チャネル上で行われてきた。
しかし実際には、特にネットワーク環境では、ユーザーと中間ノード間の距離は非常に異なる可能性がある。
本稿では、光チャネル上のTFQKDの非対称な損失を示す最初の実証実験を行う。
我々は,(1)非対称信号強度を適用し,(2)余分な損失を加える2つの補償戦略を比較し,(1)がより優れた鍵レートを提供することを示す。
さらに、損失が増えるほど、キーレートが向上する。
非対称信号強度を適用することで、非対称チャネル損失を持つTFQKDは、50dB全体の損失に対してポイントツーポイントQKDのキーレートの基本的な限界を超えるだけでなく、56dB全体の損失に対して最高2.918\times10^{-6}$のキーレートを持つ。
一方、56dB損失の戦略(2)では鍵は得られない。
非対称チャネル損失を持つTFQKDの鍵レートの増加と拡張された距離カバレッジは、長距離量子ネットワークにおいてその優位性を保証する。
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