論文の概要: Cross-encoded quantum key distribution exploiting time-bin and
polarization states with qubit-based synchronization
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2111.13383v1
- Date: Fri, 26 Nov 2021 09:41:40 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-06 19:50:30.874439
- Title: Cross-encoded quantum key distribution exploiting time-bin and
polarization states with qubit-based synchronization
- Title（参考訳）: 量子ビット同期を用いた時間ビン・分極状態を利用したクロスエンコード量子鍵分布
- Authors: Davide Scalcon, Costantino Agnesi, Marco Avesani, Luca Calderaro,
Giulio Foletto, Andrea Stanco, Giuseppe Vallone, Paolo Villoresi
- Abstract要約: クロスエンコードされた量子状態は、自己補償偏光変調器を通して作成され、偏光-時間-ビン変換器を用いて伝送される。
システムは12時間実行でテストされ、キービットと量子ビットの誤り率の観点から、良好で安定した性能を示した。
- 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: Robust implementation of quantum key distribution requires precise state
generation and measurements, as well as a transmission that is resistant to
channel disturbances. However, the choice of the optimal encoding scheme is not
trivial and depends on external factors such as the quantum channel. In fact,
stable and low-error encoders are available for polarization encoding, suitable
for free-space channels, whereas time-bin encoding represent a good candidate
for fiber-optic channels, as birefingence does not perturb this kind of states.
Here we present a cross-encoded scheme where high accuracy quantum states are
prepared through a self-compensating, calibration-free polarization modulator
and transmitted using a polarization-to-time-bin converter. A hybrid receiver
performs both time-of-arrival and polarization measurements to decode the
quantum states and successfully leaded to a transmission over 50 km fiber spool
without disturbances. Temporal synchronization between the two parties is
performed with a qubit-based method that does not require additional hardware
to share a clock reference. The system was tested in a 12 hour run and
demonstrated good and stable performance in terms of key and quantum bit error
rates. The flexibility of our approach represents an important step towards the
development of hybrid networks with both fiber-optic and free-space links.
- Abstract（参考訳）: 量子鍵分布のロバストな実装には、正確な状態の生成と測定、チャネル障害に耐性のある伝送が必要である。
しかし、最適符号化方式の選択は自明ではなく、量子チャネルのような外部要因に依存する。
実際、自由空間チャネルに適した偏極符号化には安定かつ低エラーエンコーダが利用できるが、時間-ビン符号化は光ファイバーチャネルの候補であり、バイレフィングはこの種の状態を乱さない。
本稿では、自己補償型キャリブレーションフリー偏光変調器を用いて高精度な量子状態を作成し、偏光変換器を用いて伝送するクロス符号化方式を提案する。
ハイブリッド受信機は、時間と偏光の測定の両方を行い、量子状態をデコードし、障害のない50kmのファイバースプールの伝送に成功している。
2つのパーティ間の時間同期は、クロック参照を共有するために追加ハードウェアを必要としないキュービットベースの方法で実行される。
システムは12時間実行でテストされ、鍵と量子ビットのエラー率で良好で安定した性能を示した。
このアプローチの柔軟性は,光ファイバーリンクとフリースペースリンクのハイブリッドネットワーク開発への重要な一歩である。
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