論文の概要: High-dimensional coherent one-way quantum key distribution
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2105.04733v5
- Date: Tue, 11 Jul 2023 13:22:54 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-07-12 19:37:46.228360
- 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)はセキュアな通信を提供し、QKDプロトコルによって達成可能なものを上回るセキュアな鍵レートを提供する。
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) offers secure communication,
with secure key rates that surpass those achievable by QKD protocols utilizing
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-bin 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次元符号化を利用したQKDプロトコルによって達成可能なものを上回るセキュアな鍵レートを持つ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。
したがって、この作業はソフトウェアアップデートだけで、既にデプロイされた時間単位の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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