論文の概要: Single-mode fiber coupling with a M-SPGD algorithm for long-range quantum communications

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2012.04394v1
• Date: Tue, 8 Dec 2020 12:16:55 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-04-21 18:34:01.246837
• Title: Single-mode fiber coupling with a M-SPGD algorithm for long-range quantum communications
• Title（参考訳）: 長距離量子通信のためのM-SPGDアルゴリズムと単一モードファイバ結合
• Authors: Kui-Xing Yang, Maimaiti Abulizi, Yu-Huai Li, Bo-Yang Zhang, Shuang-Lin Li, Wei-Yue Liu, Juan Yin, Yuan Cao, Ji-Gang Ren and Cheng-Zhi Peng
• Abstract要約: 日光量子鍵分布(QKD)の信号-雑音比向上には単一モードファイバ結合が重要である 並列降下アルゴリズムのモーダルバージョンに基づく適応光学(AO)システムを用いた単一モード受信機を開発した。 強い大気乱流下では、M-SPGD AO系は単モード繊維結合効率が約3.7dB、変動が著しく抑制される。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 4.329318122553747
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Satellite-based quantum communication is a promising approach for realizing global-scale quantum networks. For free-space quantum channel, single-mode fiber coupling is particularly important for improving signal-to-noise ratio of daylight quantum key distribution (QKD) and compatibility with standard fiber-based QKD. However, achieving a highly efficient and stable single-mode coupling efficiency under strong atmospheric turbulence remains experimentally challenging. Here, we develop a single-mode receiver with an adaptive optics (AO) system based on a modal version of the stochastic parallel gradient descent (M-SPGD) algorithm and test its performance over an 8 km urban terrestrial free-space channel. Under strong atmospheric turbulence, the M-SPGD AO system obtains an improvement of about 3.7 dB in the single-mode fiber coupling efficiency and a significant suppression of fluctuation, which can find its applications in free-space long-range quantum communications.
• Abstract（参考訳）: 衛星ベースの量子通信は、グローバルな量子ネットワークを実現するための有望なアプローチである。 自由空間量子チャネルでは、デイライト量子鍵分布(qkd)の信号対雑音比と標準ファイバーベースのqkdとの互換性を改善するためにシングルモードファイバカップリングが特に重要である。 しかし、強い大気乱流下での高効率で安定な単一モード結合効率を達成することは実験上は困難である。 本研究では,確率的パラレル勾配降下(m-spgd)アルゴリズムのモーダル版に基づく適応光学(ao)システムを持つ単一モード受信機を開発し,その性能を8kmの地上自由空間チャネル上でテストした。 強い大気乱流下では、M-SPGD AOシステムは単一モードのファイバー結合効率が約3.7dB向上し、変動が著しく抑制され、自由空間の長距離量子通信に応用できる。

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