論文の概要: Practical Continuous-variable Quantum Key Distribution with Feasible
Optimization Parameters
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2111.12942v3
- Date: Wed, 1 Mar 2023 08:57:27 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-06 21:49:04.374278
- Title: Practical Continuous-variable Quantum Key Distribution with Feasible
Optimization Parameters
- Title（参考訳）: 最適化可能なパラメータを持つ実効連続可変量子鍵分布
- Authors: Li Ma, Jie Yang, Tao Zhang, Yun Shao, Jinlu Liu, Yujie Luo, Heng Wang,
Wei Huang, Fan Fan, Chuang Zhou, Liangliang Zhang, Shuai Zhang, Yichen Zhang,
Yang Li and Bingjie Xu
- Abstract要約: 連続可変量子鍵分布(CV-QKD)は、大都市圏の潜在的秘密鍵レート(SKR)を達成するためのアプローチを提供する。
そこで本研究では, CV-QKDシステムの性能向上のために, 変調分散と誤差補正行列最適化を組み合わせた系統最適化手法を提案する。
その結果, CV-QKD方式のSKRは, 理論的には50kmの伝送距離で, 従来よく用いられてきた最適化手法と比較して24%, 200%向上可能であることがわかった。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 19.571035318944674
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Continuous-variable quantum key distribution (CV-QKD) offers an approach to
achieve a potential high secret key rate (SKR) in metropolitan areas. There are
several challenges in developing a practical CV-QKD system from the laboratory
to the real world. One of the most significant points is that it is really hard
to adapt different practical optical fiber conditions for CV-QKD systems with
unified hardware. Thus, how to improve the performance of practical CV-QKD
systems in the field without modification of the hardware is very important.
Here, a systematic optimization method, combining the modulation variance and
error correction matrix optimization, is proposed to improve the performance of
a practical CV-QKD system with a restricted capacity of postprocessing. The
effect of restricted postprocessing capacity on the SKR is modeled as a
nonlinear programming problem with modulation variance as an optimization
parameter, and the selection of an optimal error correction matrix is studied
under the same scheme. The results show that the SKR of a CV-QKD system can be
improved by 24% and 200% compared with previous frequently used optimization
methods theoretically with a transmission distance of 50 km. Furthermore, the
experimental results verify the feasibility and robustness of the proposed
method, where the achieved optimal SKR achieved practically deviates <1.6% from
the theoretical optimal value. Our results pave the way to deploy
high-performance CV-QKD in the real world.
- Abstract（参考訳）: 連続可変量子鍵分布(CV-QKD)は、大都市圏の潜在的秘密鍵レート(SKR)を達成するためのアプローチを提供する。
実験室から実世界への実用的なCV-QKDシステムの開発にはいくつかの課題がある。
最も重要な点の1つは、CV-QKDシステムと統一ハードウェアの異なる実用的な光ファイバー条件に適応することが本当に難しいことである。
したがって,ハードウェアの変更を伴わない現場での実用CV-QKDシステムの性能向上は極めて重要である。
本稿では,変調分散と誤り訂正行列の最適化を組み合わせた系統最適化手法を提案し,後処理能力に制限のある実用CV-QKDシステムの性能向上を図っている。
SKRに対する制限後処理能力の影響は、変調分散を最適化パラメータとする非線形プログラミング問題としてモデル化され、同じスキームの下で最適誤差補正行列の選択について検討する。
その結果, CV-QKD方式のSKRは, 理論的には50kmの伝送距離を持つ従来の最適化手法と比較して24%, 200%向上可能であることがわかった。
さらに, 得られた最適SKRが理論的最適値から1.6%を実質的に逸脱する手法の有効性とロバスト性を実験的に検証した。
実世界における高性能CV-QKDの展開方法について検討した。
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