論文の概要: High-dimensional coherent one-way quantum key distribution
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2105.04733v4
- Date: Thu, 6 Jul 2023 16:00:56 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-07-07 18:59:34.941670
- Title: High-dimensional coherent one-way quantum key distribution
- Title(参考訳): 高次元コヒーレント一方向量子鍵分布
- Authors: Kfir Sulimany, Guy Pelc, Rom Dudkiewicz, Simcha Korenblit, Hagai S.
Eisenberg, Yaron Bromberg, Michael Ben-Or
- Abstract要約: 高次元量子鍵分布(QKD)は、安全な鍵レートで究極のセキュアな通信を提供する。
既存の高次元QKDプロトコルは、マルチポート干渉計や複数の検出器のような追加の実験資源を必要とする。
本稿では,標準的な2次元システムのハードウェアのみを必要とする任意の次元QKDのための新しいプロトコルを提案し,解析する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: High-dimensional quantum key distribution (QKD) provides ultimate secure
communication with secure key rates that cannot be obtained by QKD protocols
with two-dimensional encoding. However, existing high-dimensional QKD protocols
require additional experimental resources, such as multiport interferometers
and multiple detectors, thus raising the cost of practical high-dimensional
systems and limiting their use. Here, we present and analyze a novel protocol
for arbitrary-dimensional QKD, that requires only the hardware of a standard
two-dimensional system. We provide security proofs against individual attacks
and coherent attacks, setting an upper and lower bound on the secure key rates.
Then, we test the new high-dimensional protocol in a standard two-dimensional
QKD system over a 40 km fiber link. The new protocol yields a two-fold
enhancement of the secure key rate compared to the standard two-dimensional
coherent one way protocol, without introducing any hardware modifications to
the system. This work therefore holds great potential to enhance the
performance of already deployed time-bins QKD systems through a software update
alone. Furthermore, its applications extend across different encoding schemes
of QKD qudits.
- Abstract(参考訳): 高次元量子鍵分布(QKD)は、2次元符号化によるQKDプロトコルでは得られないセキュアな鍵レートによる究極のセキュアな通信を提供する。
しかし、既存の高次元QKDプロトコルは、マルチポート干渉計や複数の検出器などの追加の実験資源を必要とするため、実用的な高次元システムのコストが上がり、使用が制限される。
本稿では,標準的な2次元システムのハードウェアのみを必要とする任意の次元QKDのための新しいプロトコルを提示し,解析する。
個々の攻撃やコヒーレント攻撃に対するセキュリティ証明を提供し、セキュアな鍵レートの上限を上下に設定します。
そして,40kmのファイバーリンク上の標準2次元QKDシステムにおいて,新しい高次元プロトコルをテストする。
新しいプロトコルは、ハードウェアの変更をシステムに導入することなく、標準の2次元コヒーレントなワンウェイプロトコルと比較して、セキュアなキーレートを2倍に向上させる。
この作業は、ソフトウェアアップデートだけで既にデプロイされているQKDシステムの性能を向上させる大きな可能性を秘めている。
さらに、その応用はQKDクォーディットの様々な符号化スキームにまたがる。
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