論文の概要: 600 km repeater-like quantum communications with dual-band stabilisation

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2012.15099v2
• Date: Mon, 23 May 2022 18:09:41 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-04-18 08:08:42.492339
• Title: 600 km repeater-like quantum communications with dual-band stabilisation
• Title（参考訳）: デュアルバンド安定化600kmリピータ型量子通信
• Authors: Mirko Pittaluga, Mariella Minder, Marco Lucamarini, Mirko Sanzaro, Robert I. Woodward, Ming-Jun Li, Zhiliang Yuan and Andrew J. Shields
• Abstract要約: ツインフィールド(TF)量子鍵分布(QKD)は、QKDの速度-距離関係を根本的に変更し、単一ノード量子リピータのスケーリングを提供する。 最近の実験では、TF-QKDが許容する長距離通信の安全性が実証されているが、重大な課題は残されている。 我々は、過去の制限を克服し、他の位相感応性単一光子アプリケーションに適用可能な、新しいデュアルバンド安定化方式を導入する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.4983856330186121
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Twin-field (TF) quantum key distribution (QKD) fundamentally alters the rate-distance relationship of QKD, offering the scaling of a single-node quantum repeater. Although recent experiments have demonstrated the new opportunities for secure long-distance communications allowed by TF-QKD, formidable challenges remain to unlock its true potential. Previous demonstrations have required intense stabilisation signals at the same wavelength as the quantum signals, thereby unavoidably generating Rayleigh scattering noise that limits the distance and bit rate. Here, we introduce a novel dual-band stabilisation scheme that overcomes past limitations and can be adapted to other phase-sensitive single-photon applications. Using two different optical wavelengths multiplexed together for channel stabilisation and protocol encoding, we develop a setup that provides repeater-like key rates over record communication distances of 555 km and 605 km in the finite-size and asymptotic regimes respectively, and increases the secure key rate at long distance by two orders of magnitude to values of practical significance.
• Abstract（参考訳）: ツインフィールド(TF)量子鍵分布(QKD)は、QKDの速度-距離関係を根本的に変更し、単一ノード量子リピータのスケーリングを提供する。 最近の実験では、TF-QKDが許容する長距離通信を安全にするための新たな機会が示されているが、その真の可能性を解き放つことが困難な課題である。 これまでの実証では、量子信号と同じ波長で強い安定化信号が必要であり、距離とビットレートを制限するレイリー散乱ノイズを発生させるのが避けられない。 本稿では,過去の限界を克服し,他の位相感応性単光子アプリケーションに適用可能な,新しいデュアルバンド安定化スキームを提案する。 チャネル安定化とプロトコル符号化のために2つの異なる波長を多重化することにより,記録通信距離が555km,605kmで,それぞれ有限サイズと漸近的な領域でリピータ様鍵レートを提供し,長距離のセキュア鍵レートを2桁大きくして実用上有意な値にする。

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