論文の概要: Paving the Way towards 800 Gbps Quantum-Secured Optical Channel
Deployment in Mission-Critical Environments
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2202.07764v1
- Date: Tue, 15 Feb 2022 22:31:27 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-02-25 18:29:03.181317
- Title: Paving the Way towards 800 Gbps Quantum-Secured Optical Channel
Deployment in Mission-Critical Environments
- Title（参考訳）: 800gbpsの量子セキュア光チャネルへのミッションクリティカル環境への展開
- Authors: Farzam Toudeh-Fallah, Marco Pistoia, Yasushi Kawakura, Navid Moazzami,
David H. Kramer, Robert I. Woodward, Greg Sysak, Benny John, Omar Amer,
Antigoni O. Polychroniadou, Jeffrey Lyon, Suresh Shetty, Tulasi D. Movva,
Sudhir Upadhyay, Monik R. Behera, Joseph A. Dolphin, Paul A. Haigh, James F.
Dynes, Andrew J. Shields
- Abstract要約: 本稿では,高容量量子セキュア光チャネルの実装面を理解するための実験的研究について述べる。
800Gbpsの量子セキュアな光チャネルが100kmの距離で確立され、安全キーレートは実用産業のユースケースに関係していた。
ブロックチェーンアプリケーションは、量子セキュアな光チャネル上でのトランジットにおける金融トランザクションの保証のデモンストレーションとして使用された。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.4276784227715638
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: This article describes experimental research studies conducted towards
understanding the implementation aspects of high-capacity quantum-secured
optical channels in mission-critical metro-scale operational environments based
on Quantum Key Distribution (QKD) technology. The test bed for this research
study was carefully designed to mimic such environments. To the best of our
knowledge, this is the first time that an 800 Gbps quantum-secured optical
channel--along with several other Dense Wavelength Division Multiplexed (DWDM)
channels on the C-band and multiplexed with the QKD channel on the O-band--was
established at distances up to 100 km, with secure-key rates relevant for
practical industry use cases. In addition, during the course of these trials,
transporting a blockchain application over this established channel was
utilized as a demonstration of securing a financial transaction in transit over
a quantum-secured optical channel. In a real-world operational environment,
deployment of such high-capacity quantum-secured optical channels multiplexed
with the quantum channel will inevitably introduce challenges due to their
strict requirements, such as high launch powers and polarization fluctuations.
Therefore, in the course of this research, experimental studies were conducted
on the impact on the system performance--and specifically on the quantum
channel--of several degradation factors present in real-world operational
environments, including inter-channel interference (due to Raman scattering and
nonlinear effects), attenuation, polarization fluctuations and distance
dependency. The findings of this research pave the way towards the deployment
of QKD-secured optical channels in high-capacity, metro-scale, mission-critical
operational environments, such as Inter-Data Center Interconnects.
- Abstract（参考訳）: 本稿では、量子鍵分布(qkd)技術に基づくミッションクリティカルなメトロスケール運用環境における高容量量子セキュア光チャネルの実装側面を理解するために行われた実験研究について述べる。
この研究のためのテストベッドは、このような環境を模倣するために慎重に設計された。
私たちの知る限りでは、800gbpsの量子セキュア光チャネルが、cバンド上の他の複数の高密度波長分割多重化(dwdm)チャネルとともに、最大100km距離で確立されたoバンド上のqkdチャネルと多重化されるのはこれが初めてである。
さらに、これらの試行の過程で、この確立されたチャネル上でブロックチェーンアプリケーションを転送することは、量子セキュアな光チャネル上のトランジットにおける金融トランザクションの確保の実証として利用された。
実世界での運用環境では、量子チャネルに多重化された高容量量子セキュア光チャネルの展開は、高打ち上げパワーや偏光変動といった厳格な要件のために必然的に問題を引き起こす。
そこで,本研究の過程では,実際の運用環境に存在する複数の劣化因子(ラマン散乱と非線形効果による)の量子チャネルへの影響,減衰,偏光変動,距離依存性について実験的に検討した。
本研究の成果は,高容量・大容量・ミッションクリティカルな運用環境(インターデータセンターインターコネクションなど)におけるQKD保護光チャネルの展開への道を開くものである。
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