論文の概要: Efficient experimental quantum fingerprinting with wavelength division
multiplexing
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2005.06049v1
- Date: Tue, 12 May 2020 21:02:54 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-05-20 11:39:41.086613
- Title: Efficient experimental quantum fingerprinting with wavelength division
multiplexing
- Title（参考訳）: 波長分割多重化による効率的な量子フィンガープリント
- Authors: Xiaoqing Zhong, Feihu Xu, Hoi-Kwong Lo and Li Qian
- Abstract要約: 我々は,新しいWDM-CQFプロトコルが通信時間を著しく短縮できることを示した。
同じ実験パラメータで、元のCQFプロトコルと比較して、新しい方式では通信量が大幅に削減される。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.1947990549568768
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Quantum communication complexity studies the efficiency of information
communication (that is, the minimum amount of communication required to achieve
a certain task) using quantum states. One representative example is quantum
fingerprinting, in which the simultaneous message passing model is considered
and the minimum amount of communication could be exponentially smaller than the
classical fingerprinting protocol. Experimental demonstrations based on a
practical quantum fingerprinting protocol where coherent states are used to
construct the fingerprints, have successfully shown the superiority of quantum
fingerprinting. However, as a consequence of using coherent states, the
communication time in this coherent quantum fingerprinting (CQF) protocol is
increased. Moreover, the minimum amount of information communicated in these
experimental demonstrations is largely limited by the dark counts of the single
photon detectors. Here, we propose to enhance the performance of the existing
CQF protocol through applying wavelength division multiplexing (WDM) and
simultaneous detection of multiple wavelength channels. We show that the new
WDM-CQF protocol can potentially reduce the communication time significantly.
More importantly, with the same experimental parameters, the amount of
communication is much reduced in the new scheme compared with the original CQF
protocol. The more wavelength channels are used, the less communication is
required by WDM-CQF protocol. We also perform a proof-of-concept experimental
demonstration of the new WDM-CQF protocol with 6 wavelength channels. The
experimental results further validate that the new scheme with WDM not only
beats the classical protocol, but also reduces the amount of communication
required by the original CQF protocol by more than half.
- Abstract（参考訳）: 量子通信複雑性は、量子状態を用いた情報通信(つまり、あるタスクを達成するのに必要な最小限の通信量)の効率を研究する。
代表的な例として量子フィンガープリントがあり、同時にメッセージパッシングモデルが検討され、従来のフィンガープリントプロトコルよりも最小限の通信量が指数関数的に小さい可能性がある。
実用的な量子指紋認証プロトコルに基づく実験では、コヒーレント状態が指紋を構成するために使用され、量子指紋認証の優位性が実証された。
しかし、コヒーレント状態を用いることにより、このコヒーレント量子フィンガープリント(CQF)プロトコルにおける通信時間が増加する。
さらに、これらの実験実験で伝達される情報の最小量は、単一光子検出器の暗黒数によって大きく制限される。
本稿では、波長分割多重化(WDM)と多重波長チャネルの同時検出により、既存のCQFプロトコルの性能を向上させることを提案する。
我々は、新しいwdm-cqfプロトコルが通信時間を著しく削減できることを示す。
さらに重要なことに、同じ実験パラメータで、新しい方式では元のcqfプロトコルに比べて通信量が大幅に削減される。
波長チャネルが多ければ多いほど、WDM-CQFプロトコルによる通信は少なくなる。
また、6波長チャネルを持つ新しいWDM-CQFプロトコルの実証実験を行った。
実験により,WDMを用いた新しい方式が従来のプロトコルに勝るだけでなく,元のCQFプロトコルで要求される通信量を半分以上削減することを確認した。
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