Fugu-MT 論文翻訳(概要): Reducing Network Cooling Cost Using Twin-Field Quantum Key Distribution

論文の概要: Reducing Network Cooling Cost Using Twin-Field Quantum Key Distribution

arxiv url: http://arxiv.org/abs/2107.02665v2
Date: Wed, 14 Jul 2021 17:39:58 GMT
ステータス: 処理完了
システム内更新日: 2023-03-23 06:40:42.088792
Title: Reducing Network Cooling Cost Using Twin-Field Quantum Key Distribution
Title（参考訳）: 双フィールド量子鍵分布を用いたネットワーク冷却コストの低減
Authors: Vasileios Karavias and Andrew Lord and Mike Payne
Abstract要約: 本研究では, 冷却された検出器の局所化を実現するため, Twin Field Quantum Key Distribution (TF QKD) が有利なトポロジを持つことを示す。局部冷却されたTF QKDのネットワークにおける平均鍵レートは、未冷却のデコイBB84溶液の30倍以上である。
参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
Abstract: Improving the rates and distances over which quantum secure keys are generated is a major challenge. New source and detector hardware can improve key rates significantly, however it can require expensive cooling. We show that Twin Field Quantum Key Distribution (TF QKD) has an advantageous topology allowing the localisation of cooled detectors. This setup for a quantum network allows a fully connected network solution, i.e. one where every connection has non zero key rates, in a box with sides of length up to 110km with just 4 cooled nodes, while Decoy state BB84 is only capable of up to 80km with 40 cooled nodes, and 50km if no nodes are cooled. The average key rate in the network of the localised, cooled TF QKD is more than 30 times greater than the uncooled Decoy BB84 solution and 0.9 those of cooled Decoy BB84. To reduce the cost of the network further, switches can be used in the network. These switches have losses ranging between 1 to 2dB. Adding these losses to the model shows further the advantages of TF-QKD in a network. Decoy BB84 is only able to generate fully connected solutions up to 20km if all nodes are cooled for a 40 node network for 1dB losses. In comparison, using TF QKD,70km networks are possible with just 4 cooling locations for the same losses. The simulation shows the significant benefits in using TF QKD in a switched network, and suggests that further work in this direction is necessary.
Abstract（参考訳）: 量子セキュアキーが生成されるレートと距離を改善することは大きな課題である。新しいソースと検出器ハードウェアはキーレートを大幅に改善するが、高価な冷却が必要となる。ツインフィールド量子鍵分布(tf qkd)は冷却検出器の局所化を可能にする有利な位相を持つことを示す。この量子ネットワークのセットアップにより、全接続がゼロのキーレートを持つネットワークソリューション、すなわち4つの冷却ノードを持つ長さ110kmまでのボックスで、デコイ状態BB84は40個の冷却ノードで最大80kmまで、ノードが冷却されない場合は50kmまでしか実現できない。局部冷却されたTF QKDのネットワークの平均キーレートは、未冷却のDcoy BB84溶液の30倍以上、冷却されたDecoy BB84の0.9倍である。ネットワークのコストをさらに削減するために、ネットワーク内でスイッチを使用することができる。これらのスイッチは1から2dBの損失がある。これらの損失をモデルに追加すると、ネットワークにおけるTF-QKDのメリットがさらに向上する。 Decoy BB84は、すべてのノードが1dB損失のために40ノードネットワークで冷却された場合、最大20kmの完全接続ソリューションしか生成できない。対照的に、TF QKD、70kmのネットワークは、同じ損失に対して4つの冷却場所しか持たない。このシミュレーションは、スイッチングネットワークでTF QKDを使用する際の大きな利点を示し、この方向の更なる作業が必要であることを示唆している。

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