論文の概要: Gigahertz measurement-device-independent quantum key distribution using directly modulated lasers

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2105.06748v1
• Date: Fri, 14 May 2021 10:17:10 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-31 04:18:23.343249
• Title: Gigahertz measurement-device-independent quantum key distribution using directly modulated lasers
• Title（参考訳）: 直接変調レーザーを用いたギガヘルツ測定-デバイス非依存量子鍵分布
• Authors: R. I. Woodward, Y. S. Lo, M. Pittaluga, M. Minder, T. K. Para\"iso, M. Lucamarini, Z. L. Yuan, A. J. Shields
• Abstract要約: 測定デバイスに依存しない量子鍵分布(MDI-QKD)は、量子セキュア通信のための技術である。 我々は、ギガヘルツクロックレートで、かつコンパクトなMDI-QKDシステム設計を導入し、レーザー揺らぎに対するレジリエンスを向上した。 54dBチャネル損失では最大8bps,30dBチャネル損失では2kbpsとなる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Measurement-device-independent quantum key distribution (MDI-QKD) is a technique for quantum-secured communication that eliminates all detector side-channels, although is currently limited by implementation complexity and low secure key rates. Here, we introduce a simple and compact MDI-QKD system design at gigahertz clock rates with enhanced resilience to laser fluctuations - thus enabling free-running semiconductor laser sources to be employed without spectral or phase feedback. This is achieved using direct laser modulation, carefully exploiting gain-switching and injection-locking laser dynamics to encode phase-modulated time-bin bits. Our design enables secure key rates that improve upon the state of the art by an order of magnitude, up to 8 bps at 54 dB channel loss and 2 kbps in the finite-size regime for 30 dB channel loss. This greatly simplified MDI-QKD system design and proof-of-principle demonstration shows that MDI-QKD is a practical, high-performance solution for future quantum communication networks.
• Abstract（参考訳）: 測定デバイスに依存しない量子鍵分布(MDI-QKD)は、全ての検出器側チャネルを除去する量子セキュア通信の手法である。 そこで本研究では,ギガヘルツクロック速度において,レーザ揺らぎに対するレジリエンスを向上した簡易かつコンパクトなMDI-QKDシステムを提案する。 これは直接レーザ変調を用いて実現され、位相変調時間ビンビットを符号化するためにゲインスイッチングとインジェクションロックレーザーダイナミクスを慎重に活用する。 本設計では,最大8 bps,54 db チャネル損失,2 kbps,30 db チャネル損失に対して最大8 bpsのセキュアな鍵レートを実現する。 このMDI-QKDシステム設計と実証実証は、MDI-QKDが将来の量子通信ネットワークにおける実用的で高性能なソリューションであることを示している。

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