論文の概要: Solving single photon detector problems

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2203.02905v5
• Date: Mon, 9 May 2022 12:48:12 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-02-22 23:57:06.954309
• Title: Solving single photon detector problems
• Title（参考訳）: 単一光子検出器問題の解法
• Authors: Hao Shu
• Abstract要約: 量子鍵分布は、量子情報理論における最も重要な応用である。 単一光子検出器(SPD)ダークカウントによるビット誤り率は、距離が増加するにつれて制御不能となる。 ここでは、SPD問題を解決するため、今日の技術のみを用いたスキームを提案する。
• 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: Quantum key distribution(QKD) could be the most significant application in quantum information theory. Recent years, QKD distance improved dramatically but is still restricted. The main problem is that the bit error rate(QBER) caused by single photon detector(SPD) dark counts is out of control as the distance increases. If this problem can be solved, QKD can be implemented over arbitrarily long distance. However, previous solutions often result in impractical requirements such as superconductors while they can only reduce dark count rate to finite low levels. Here we present a scheme with today's technologies only, solving SPD problems. Our scheme demonstrates that imperfect detectors can provide nearly perfect results, namely the QBER caused by dark counts can be reduced to arbitrarily low while detective efficiency can be improved to arbitrarily high. As a consequence, QKD distance is not limited by the imperfect SPD any more. For example, it can be improved from hundreds of kilometers to thousands without high-technology detectors. Therefore, our result might change the research point in QKD devices from SPD to others. On the other hand, it is worth noting that similar schemes can be applied for reducing measurement errors or improving the performance of source.
• Abstract（参考訳）: 量子鍵分布(QKD)は、量子情報理論における最も重要な応用である。 近年、QKD距離は劇的に改善したが、依然として制限されている。 主な問題は、単一光子検出器(SPD)によるビット誤り率(QBER)が、距離が大きくなるにつれて制御不能となることである。 この問題を解くことができれば、QKDは任意に長距離で実装できる。 しかし、従来の解はしばしば超伝導体のような非現実的な要求をもたらすが、暗いカウントレートを有限の低いレベルにしか還元できない。 ここでは、SPD問題を解決するため、今日の技術のみを用いたスキームを提案する。 提案手法は,不完全な検出器がほぼ完全な結果をもたらすことを実証するものであり,暗黒数によるqberは任意に低く,探偵効率は任意に高い値に改善できる。 その結果、QKD距離は不完全なSPDによって制限されない。 例えば、数百kmから数千kmまで高技術検出器を使わずに改善できる。 したがって,本研究の結果は,QKDデバイスの研究点をSPDから他へ変更する可能性がある。 一方で、測定誤差の低減やソースの性能向上にも同様のスキームが適用可能である点に注意が必要だ。

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