論文の概要: Mitigating the effect of atmospheric turbulence on orbital angular momentum-based quantum key distribution using real-time adaptive optics with phase unwrapping

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2102.01403v2
• Date: Fri, 30 Apr 2021 07:54:45 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-04-13 00:47:08.027053
• Title: Mitigating the effect of atmospheric turbulence on orbital angular momentum-based quantum key distribution using real-time adaptive optics with phase unwrapping
• Title（参考訳）: 位相解法の実時間適応光学を用いた軌道角運動量に基づく量子鍵分布に対する大気乱流の影響の緩和
• Authors: Zhiwei Tao, Yichong Ren, Azezigul Abdukirim, Shiwei Liu and Ruizhong Rao
• Abstract要約: 量子鍵分布(QKD)は、高次元エンコーディングのための軌道角運動量(OAM)を用いて、2つの通信相手間のシステムセキュリティと情報容量を高める。 適応光学(AO)がリアルタイムに乱流誘起収差を動的に補正する手法として,無限長位相スクリーン(ILPS)によるOAMベースのQKDの性能劣化について検討した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 6.40476282000118
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Quantum key distribution (QKD) employed orbital angular momentum (OAM) for high-dimensional encoding enhances the system security and information capacity between two communication parties. However, such advantages significantly degrade because of the fragility of OAM states in atmospheric turbulence. Unlike previous researches, we first investigate the performance degradation of OAM-based QKD by infinitely long phase screen (ILPS), which offers a feasible way to study how adaptive optics (AO) dynamically corrects the turbulence-induced aberrations in real time. Secondly, considering the failure of AO while encountering phase cuts, we evaluate the quality enhancement of OAM-based QKD under moderate turbulence strengths by AO after implementing the wrapped cuts elimination. Finally, we simulate that, with more realistic considerations, real-time AO can still mitigate the impact of atmospheric turbulence on OAM-based QKD even in the large wind velocity regime.
• Abstract（参考訳）: 量子鍵分布(QKD)は、高次元エンコーディングのための軌道角運動量(OAM)を用いて、2つの通信相手間のシステムセキュリティと情報容量を高める。 しかし、大気乱流におけるOAM状態の不安定さにより、このような利点は著しく低下した。 従来の研究とは違って, 無限長位相スクリーン(ILPS)によるOAMベースのQKDの性能劣化について検討し, 適応光学(AO)がリアルタイムに乱流誘起収差を動的に補正する方法を提案する。 第2に, 位相カットに遭遇したAOの故障を考慮し, ラップカット除去後のAOによる中程度の乱流強度下でのOAMベースのQKDの品質向上を評価した。 最後に、より現実的な考察により、大風速体制においても、リアルタイムAOはOAMベースのQKDに対する大気乱流の影響を軽減することができるとシミュレートする。

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