論文の概要: Stabilization of transmittance fluctuations caused by beam wandering in
continuous-variable quantum communication over free-space atmospheric
channels
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2004.10573v1
- Date: Wed, 22 Apr 2020 13:54:46 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-05-22 10:56:44.736015
- Title: Stabilization of transmittance fluctuations caused by beam wandering in
continuous-variable quantum communication over free-space atmospheric
channels
- Title（参考訳）: 自由空間大気チャネル上の連続可変量子通信におけるビームキャッシングによる透過率変動の安定化
- Authors: Vladyslav C. Usenko, Christian Peuntinger, Bettina Heim, Kevin
G\"unthner, Ivan Derkach, Dominique Elser, Christoph Marquardt, Radim Filip,
Gerd Leuchs
- Abstract要約: 乱流大気チャネルの透過性変動は、連続可変量子通信の適用性を制限する二次的余剰ノイズをもたらす。
本研究では,ビーム拡大による揺らぎの安定化の可能性について検討し,連続可変エンタングルメント共有と量子鍵分布に関して,このチャネル安定化を検証した。
- 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: Transmittance fluctuations in turbulent atmospheric channels result in
quadrature excess noise which limits applicability of continuous-variable
quantum communication. Such fluctuations are commonly caused by beam wandering
around the receiving aperture. We study the possibility to stabilize the
fluctuations by expanding the beam, and test this channel stabilization in
regard of continuous-variable entanglement sharing and quantum key
distribution. We perform transmittance measurements of a real free-space
atmospheric channel for different beam widths and show that the beam expansion
reduces the fluctuations of the channel transmittance by the cost of an
increased overall loss. We also theoretically study the possibility to share an
entangled state or to establish secure quantum key distribution over the
turbulent atmospheric channels with varying beam widths. We show the positive
effect of channel stabilization by beam expansion on continuous-variable
quantum communication as well as the necessity to optimize the method in order
to maximize the secret key rate or the amount of shared entanglement. Being
autonomous and not requiring adaptive control of the source and detectors based
on characterization of beam wandering, the method of beam expansion can be also
combined with other methods aiming at stabilizing the fluctuating free-space
atmospheric channels.
- Abstract（参考訳）: 乱流大気チャネルの透過性変動は、連続可変量子通信の適用性を制限する二次的過剰ノイズをもたらす。
このようなゆらぎは一般に受信開口部をビームがさまようことによって生じる。
本研究では,ビーム拡大による揺らぎの安定化の可能性について検討し,連続可変エンタングルメント共有と量子鍵分布に関して,このチャネル安定化を検証した。
本研究では, ビーム幅の異なる実自由空間大気チャネルの透過率測定を行い, 全体の損失を増大させることで, 透過率の変動を減少させることを示す。
また, 絡み合った状態を共有する可能性や, ビーム幅の異なる乱流大気チャネル上でのセキュアな量子鍵分布を確立する可能性についても理論的に検討した。
本稿では,連続可変量子通信におけるビーム展開によるチャネル安定化の正の効果と,秘密鍵レートや共有絡み合い量を最大化するための最適化の必要性を示す。
ビームのキャラクタリゼーションに基づくソースと検出器の適応制御を自律的に必要とせず、ビーム膨張の方法は、変動する自由空間の大気チャネルを安定化させる他の方法と組み合わせることができる。
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