論文の概要: Decoy-State Quantum Key Distribution over a Long-Distance High-Loss
Underwater Free-Space Channel
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2004.06708v1
- Date: Tue, 14 Apr 2020 17:57:26 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-05-24 07:02:08.907272
- Title: Decoy-State Quantum Key Distribution over a Long-Distance High-Loss
Underwater Free-Space Channel
- Title（参考訳）: 長距離高損失水中自由空間チャネル上のデコイ状態量子鍵分布
- Authors: Cheng-Qiu Hu, Zeng-Quan Yan, Jun Gao, Zhan-Ming Li, Heng Zhou,
Jian-Peng Dou, Xian-Min Jin
- Abstract要約: 水中デコイ状態量子鍵分布の高損失に対する実験的検討を行った。
我々は、無条件で安全であり、現実の空海量子通信タスクを可能にする長距離量子鍵分布に初めて到達することができる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 5.525664664021123
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Atmospheric free space and fiber have been widely exploited as the channels
for quantum communication, and have enabled inter-continent and inter-city
applications. Air-sea free-space channel, being capable of linking the
satellite-based quantum resource and underwater vehicle, has now become the
last piece of the puzzle in building global quantum communication network.
However, long-distance quantum communication penetrating water up to tens to
hundreds of meters is extremely challenging due to the inevitable high loss.
Here, we present an experimental demonstration of underwater decoy-state
quantum key distribution against high loss, meanwhile keep a low quantum bit
error rate less than 2.5% for different distances. By directly modulating
blue-green lasers at a high speed of 50MHz and decoy-state protocol, we are
able to for the first time reach a long-distance quantum key distribution that
is unconditionally secure and can enable real-life air-sea quantum
communication tasks. The demonstrated distance, even in coastal water of Jerlov
types 2C, is up to 30 meters, about one-order improvement over the
proof-in-principle demonstrations in previous experiments, and the channel loss
is equivalent to 345-meter-long clean seawater of Jerlov type I, representing a
key step forward to practical air-sea quantum communication.
- Abstract（参考訳）: 大気自由空間とファイバーは、量子通信のチャネルとして広く利用され、大陸間および都市間利用を可能にしている。
衛星ベースの量子リソースと水中車両をつなぐことができる空海自由空間チャネルは、グローバル量子通信ネットワーク構築におけるパズルの最後のピースとなった。
しかし、水が数十から数百メートルまで浸透する長距離量子通信は、避けられない高い損失のために非常に困難である。
ここでは,水中デコイ状態量子鍵分布の高損失に対する実証実験を行い,異なる距離において低い量子ビット誤り率を2.5%以下に保つ。
青緑色レーザーを50MHzおよびデコイ状態プロトコルで直接変調することにより、無条件で安全で実生活の空海量子通信タスクを可能にする長距離量子鍵分布に初めて到達することができる。
実証された距離は, ジェロフ型2Cの沿岸海域でも最大30mであり, 前回の実験で実証実験よりも約1次改善され, 流路損失はジェロフ型1号の345mの清浄な海水と同等であり, 実用的な空海量子通信への重要な一歩である。
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