論文の概要: Quantum key distribution over 658 km fiber with distributed vibration sensing

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2110.11671v1
• Date: Fri, 22 Oct 2021 09:12:41 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-10 19:32:12.282391
• Title: Quantum key distribution over 658 km fiber with distributed vibration sensing
• Title（参考訳）: 分散振動センシングを用いた658kmファイバ上の量子鍵分布
• Authors: Jiu-Peng Chen, Chi Zhang, Yang Liu, Cong Jiang, Dong-Feng Zhao, Wei-Jun Zhang, Fa-Xi Chen, Hao Li, Li-Xing You, Zhen Wang, Yang Chen, Xiang-Bin Wang, Qiang Zhang and Jian-Wei Pan
• Abstract要約: ツインフィールド量子鍵分布(TF-QKD)は、レート距離制限を超越し、長距離量子ネットワークにおける信頼ノード数を削減できる超長期安全な鍵分布を約束する。 そこで本研究では,658km超低損失光ファイバーを有限サイズ解析し,安全な鍵分布を実現するためのTF-QKDを実験的に実証した。 この結果から, TF-QKDの冗長な情報をチャネル振動のリモートセンシングに利用できることが示唆された。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 20.764613385086037
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Twin-field quantum key distribution (TF-QKD) promises ultra-long secure key distribution which surpasses the rate distance limit and can reduce the number of the trusted nodes in long-haul quantum network. Tremendous efforts have been made towards implementation of TF-QKD, among which, the secure key with finite size analysis can distribute more than 500 km in the lab and in the field. Here, we demonstrate the sending-or-not-sending TF-QKD experimentally, achieving a secure key distribution with finite size analysis over 658 km ultra-low-loss optical fiber, improve the secure distance record by around 100 km. Meanwhile, in a TF-QKD system, any phase fluctuation due to temperature variation and ambient variation during the channel must be recorded and compensated, and all these phase information can then be utilized to sense the channel vibration perturbations. With our QKD system, we recovered the external vibrational perturbations on the fiber generated by an artificial vibroseis and successfully located the perturbation position with a resolution better than 1 km. Our results not only set a new distance record of QKD, but also demonstrate that the redundant information of TF-QKD can be used for remote sensing of the channel vibration, which can find applications in earthquake detection and landslide monitoring besides secure communication.
• Abstract（参考訳）: ツインフィールド量子鍵分布(TF-QKD)は、レート距離制限を超越し、長距離量子ネットワークにおける信頼されたノード数を削減できる超長期安全な鍵分布を約束する。 TF-QKDの実装に向けた厳密な努力が続けられており、その中でも有限サイズ解析による安全な鍵は、実験室と現場で500km以上を分散することができる。 そこで本研究では,超低損失光ファイバ658km以上の有限サイズ解析による安全な鍵分布を実験的に実現し,安全な距離記録を約100km改善した。 一方、TF-QKDシステムでは、チャネル間の温度変動や環境変動による位相変動を記録・補償し、これらの位相情報を全て利用してチャネル振動の摂動を感知することができる。 このQKDシステムを用いて, 人工振動による繊維の外部振動摂動を復元し, 1km以上の高分解能で摂動位置の特定に成功した。 本研究は,qkdの新たな距離記録を樹立するだけでなく,tf-qkdの冗長情報をチャネル振動のリモートセンシングに利用し,安全な通信に加えて地震検知や地すべりモニタリングにも応用できることを実証する。

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