論文の概要: Backflashes in fast-gated avalanche photodiodes in quantum key distribution

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2006.04107v2
• Date: Tue, 9 Jun 2020 08:23:45 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-16 09:05:32.080402
• Title: Backflashes in fast-gated avalanche photodiodes in quantum key distribution
• Title（参考訳）: 量子鍵分布における高速アバランシェフォトダイオードのバックフラッシュ
• Authors: A. Koehler-Sidki, J. F. Dynes, T. K. Para\"iso, M. Lucamarini, A. W. Sharpe, Z. L. Yuan, A. J. Shields
• Abstract要約: InGaAs単光子アバランシェフォトダイオード(APD)は、高ビットレート量子鍵分布の鍵となる。 バックフレッシュがGHz帯の自己拡散型APDにもたらすセキュリティの脅威について検討する。
• 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: InGaAs single-photon avalanche photodiodes (APDs) are key enablers for high-bit rate quantum key distribution. However, the deviation of such detectors from ideal models can open side-channels for an eavesdropper, Eve, to exploit. The phenomenon of backflashes, whereby APDs reemit photons after detecting a photon, gives Eve the opportunity to passively learn the information carried by the detected photon without the need to actively interact with the legitimate receiver, Bob. Whilst this has been observed in slow-gated detectors, it has not been investigated in fast-gated APDs where it has been posited that this effect would be lessened. Here, we perform the first experiment to characterise the security threat that backflashes provide in a GHz-gated self-differencing APD using the metric of information leakage. We find that, indeed, the information leakage is lower than that reported for slower-gated detectors and we show that its effect on the secure key rate is negligible. We also relate the rate of backflash events to the APD dark current, thereby suggesting their origin is the InP multiplication region in the APD.
• Abstract（参考訳）: InGaAs単光子アバランシェフォトダイオード(APD)は、高ビットレート量子鍵分布の鍵となる。 しかし、理想的なモデルからのそのような検出器の偏差は、盗聴者イヴのためにサイドチャネルを開くことができる。 バックフレッシュ現象は、光子を検出した後、APDが光子を再送する現象であり、検出された光子によってもたらされる情報を、正統な受信者ボブと活発に相互作用することなく、受動的に学習する機会を与える。 これはスローゲート検出器で観測されているが、この効果が弱まると仮定された高速ゲートadpでは研究されていない。 本稿では,情報漏洩の指標を用いて,GHzゲート型自己拡散型APDにおいてバックフレッシュがもたらすセキュリティ脅威を特徴付ける最初の実験を行う。 実際、情報漏洩が遅い検出器で報告されているものよりも低いことが分かり、安全な鍵レートに対するその影響は無視できることを示した。 また,バックフラッシュ現象の頻度をAPDダーク電流に関連付け,その起源がAPDのInP乗算領域であることを示唆した。

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