論文の概要: Efficient time-bin encoding for practical high-dimensional quantum key distribution

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2004.03498v1
• Date: Tue, 7 Apr 2020 15:51:29 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-26 04:10:10.444595
• Title: Efficient time-bin encoding for practical high-dimensional quantum key distribution
• Title（参考訳）: 実用的な高次元量子鍵分布のための効率的な時間ビン符号化
• Authors: I. Vagniluca, B. Da Lio, D. Rusca, D. Cozzolino, Y. Ding, H. Zbinden, A. Zavatta, L. K. Oxenl{\o}we and D. Bacco
• Abstract要約: 高次元量子鍵分布(QKD)は、情報理論の安全な通信を実現する。 ファイバーベース4次元QKDの時間と位相エンコーディングと1次元デコイ状態技術を用いた新しい手法を提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: High-dimensional quantum key distribution (QKD) allows to achieve information-theoretic secure communications, providing high key generation rates which cannot in principle be obtained by QKD protocols with binary encoding. Nonetheless, the amount of experimental resources needed increases as the quantum states to be detected belong to a larger Hilbert space, thus raising the costs of practical high-dimensional systems. Here, we present a novel scheme for fiber-based 4-dimensional QKD, with time and phase encoding and one-decoy state technique. Quantum states transmission is tested over different channel lengths up to 145 km of standard single-mode fiber, evaluating the enhancement of the secret key rate in comparison to the three-state 2-dimensional BB84 protocol, which is tested with the same experimental setup. Our scheme allows to measure the 4-dimensional states with a simplified and compact receiver, where only two single-photon detectors are necessary, thus making it a cost-effective solution for practical and fiber-based QKD.
• Abstract（参考訳）: 高次元量子鍵分布(qkd)は、情報理論的なセキュアな通信を実現し、qkdプロトコルでバイナリエンコードでは得ることができない高い鍵生成率を提供する。 それでも、検出すべき量子状態がより大きなヒルベルト空間に属するため、必要な実験資源の量は増加し、実用的な高次元システムのコストが上昇する。 本稿では、時間と位相エンコーディングと1次元デコイ状態技術を用いて、ファイバベース4次元QKDの新しい手法を提案する。 量子状態の伝送は、標準単一モードファイバーの145kmまでの異なるチャネル長で試験され、同じ実験装置で試験される3状態の2次元BB84プロトコルと比較して秘密鍵レートの増大を評価する。 提案方式では,2個の単光子検出器しか必要としない簡易かつコンパクトな受信機を用いて4次元状態を測定することができる。

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