論文の概要: Securing practical quantum communication systems with optical power limiters

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2012.08702v2
• Date: Tue, 2 Mar 2021 11:28:18 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-04-20 11:28:56.448114
• Title: Securing practical quantum communication systems with optical power limiters
• Title（参考訳）: 光パワーリミッタを用いた実用的な量子通信システムの実現
• Authors: Gong Zhang, Ignatius William Primaatmaja, Jing Yan Haw, Xiao Gong, Chao Wang, Charles Ci Wen Lim
• Abstract要約: 熱光学除染効果に基づく受動型光パワーリミッタ装置を提案する。 このデバイスは、さまざまな信号のバリエーションに対して堅牢である。 これは光子の強度、位相、偏光度に最小限の影響しか与えない。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 16.861919524843543
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Controlling the energy of unauthorized light signals in a quantum cryptosystem is an essential criterion for implementation security. Here, we propose a passive optical power limiter device based on thermo-optical defocusing effects providing a reliable power limiting threshold which can be readily adjusted to suit various quantum applications. In addition, the device is robust against a wide variety of signal variations (e.g. wavelength, pulse width), which is important for implementation security. Moreover, we experimentally show that the proposed device does not compromise quantum communication signals, in that it has only a very minimal impact (if not, negligible impact) on the intensity, phase, or polarization degrees of freedom of the photon, thus making it suitable for general communication purposes. To show its practical utility for quantum cryptography, we demonstrate and discuss three potential applications: (1) measurement-device-independent quantum key distribution with enhanced security against a general class of Trojan-horse attacks, (2) using the power limiter as a countermeasure against bright illumination attacks, and (3) the application of power limiters to potentially enhance the implementation security of plug-and-play quantum key distribution.
• Abstract（参考訳）: 量子暗号システムにおける無許可光信号のエネルギーの制御は、実装のセキュリティに不可欠な基準である。 本稿では、様々な量子アプリケーションに適合するように容易に調整可能な、信頼性の高い電力制限閾値を提供する熱光学除電効果に基づく受動光パワーリミッタ装置を提案する。 さらに、このデバイスは、実装のセキュリティにとって重要な様々な信号のバリエーション(波長、パルス幅など)に対して堅牢である。 さらに、光子の強度、位相、偏光度に対する影響が極端に小さい(無視できないが)ため、一般的な通信目的に適した量子通信信号が得られないことを実験的に示した。 量子暗号の実用性を示すために,(1)トロイの木馬攻撃に対するセキュリティを強化した計測デバイス非依存の量子鍵分布,(2)明るい照明攻撃に対する対策としてパワーリミッタを用いること,(3)プラグアンドプレイ量子鍵分布の実装セキュリティを強化するためのパワーリミッタの適用,の3つの可能性を紹介し,議論する。

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