論文の概要: Experimentally optimizing QKD rates via nonlocal dispersion compensation
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2007.00362v3
- Date: Mon, 12 Apr 2021 15:28:34 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-05-11 23:20:25.004089
- Title: Experimentally optimizing QKD rates via nonlocal dispersion compensation
- Title（参考訳）: 非局所分散補償によるQKDの実験的最適化
- Authors: Sebastian Philipp Neumann, Domenico Ribezzo, Martin Bohmann and Rupert
Ursin
- Abstract要約: 量子鍵分布(QKD)は、物理学の法則によって保証される無条件でセキュアな通信を可能にする。
色分散効果を克服するために,有効かつ容易に実装できる手法を提案する。
実験により6.1ビットから228.3ビット/sまでのキーレートが6.46km以上のテレコムファイバで増加することが示された。
- 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: Quantum key distribution (QKD) enables unconditionally secure communication
guaranteed by the laws of physics. The last decades have seen tremendous
efforts in making this technology feasible under real-life conditions, with
implementations bridging ever longer distances and creating ever higher secure
key rates. Readily deployed glass fiber connections are a natural choice for
distributing the single photons necessary for QKD both in intra- and intercity
links. Any fiber-based implementation however experiences chromatic dispersion
which deteriorates temporal detection precision. This ultimately limits maximum
distance and achievable key rate of such QKD systems. In this work, we address
this limitation to both maximum distance and key rate and present an effective
and easy-to-implement method to overcome chromatic dispersion effects. By
exploiting the entangled photons' frequency correlations, we make use of
nonlocal dispersion compensation to improve the photons' temporal correlations.
Our experiment is the first implementation utilizing the inherently
quantum-mechanical effect of nonlocal dispersion compensation for QKD in this
way. We experimentally show an increase in key rate from 6.1 to 228.3 bits/s
over 6.46 km of telecom fiber. Our approach is extendable to arbitrary fiber
lengths and dispersion values, resulting in substantially increased key rates
and even enabling QKD in the first place where strong dispersion would
otherwise frustrate key extraction at all.
- Abstract（参考訳）: 量子鍵分布(QKD)は物理学の法則によって保証される無条件で安全な通信を可能にする。
過去数十年は、この技術を現実の条件下で実現可能にするために多大な努力をしてきた。
容易なガラスファイバー接続は、qkdに必要な単一光子を都市内および都市間リンクで分配するのに自然な選択である。
しかしながら、繊維ベースの実装は、時間的検出精度を劣化させる色分散を経験する。
これにより、qkdシステムの最大距離と達成可能な鍵レートが最終的に制限される。
本研究では,この限界を最大距離と鍵レートの両方に満たし,色分散効果を克服する有効な実装法を提案する。
絡み合った光子の周波数相関を利用して、非局所分散補償を用いて光子の時間相関を改善する。
本実験は,qkdに対する非局所分散補償の量子力学的効果を利用した最初の実装である。
実験により6.1ビットから228.3ビット/sまでのキーレートが6.46km以上で増加した。
提案手法は任意の繊維長と分散値に拡張可能であり,キーレートが大幅に増加し,QKDを強い分散がキー抽出を全くフラストレーションしない場所で有効にすることができる。
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