論文の概要: Solving single photon detector problems

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2203.02905v6
• Date: Mon, 1 May 2023 07:50:22 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-02 20:17:22.250004
• 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: 単一光子検出器(SPD)問題は、ほとんどの量子タスク、特に高損失チャネルを通過する状態を測定するために発生する。 本稿では,SPD問題を解くため,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: Single photon detector(SPD) problems arise in most quantum tasks, especially for measuring states going through high-lost channels. They are particularly prominent in quantum key distribution(QKD), which could be the most significant application in quantum information theory. In recent years, QKD distance improved dramatically but is still restricted because the bit error rate(QBER) caused by SPD dark counts will be out of control as the distance increases. If this problem can be solved, QKD can be implemented over arbitrarily long distances. However, previous solutions often result in impractical requirements such as superconductors while they can only reduce the dark count rate to finite low levels. Here we present a scheme with today's technologies only, solving SPD problems. By employing a copy strategy, 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 anymore and can be improved from hundreds of kilometers to thousands without high-technology detectors. Furthermore, similar schemes can be applied for reducing measurement errors or improving the performance of sources. Finally, it is worth noting that although the paper is mainly discussed in the context of QKD, our scheme is an independent scheme that could be employed in other protocols wherever SPD are employed. \\ Keywords: Long distance Quantum key distribution; Dark count; C-NOT gate; Single photon detector; Detective efficiency
• Abstract（参考訳）: 単一光子検出器(SPD)問題は、ほとんどの量子タスク、特に高損失チャネルを通過する状態を測定するために発生する。 量子鍵分布(qkd、quantum key distribution)は、量子情報理論において最も重要な応用である。 近年、QKD距離は劇的に改善されているが、SPDダークカウントによるビット誤り率(QBER)は、距離が増加するにつれて制御不能になるため、依然として制限されている。 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、以前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、暗カウントレートを有限の低レベルまで下げることができる。 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。 コピー戦略を用いることで,不完全検出器がほぼ完全な結果が得られることを示す。すなわち,暗カウントによるQBERを任意に低くし,刑事効率を任意に高めることができる。 その結果、QKD距離はもはや不完全なSPDによって制限されず、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。 さらに、同様のスキームを測定誤差の低減やソースの性能向上に応用することができる。 最後に、本論文は主にQKDの文脈で論じられているが、我々のスキームはSPDが採用されている他のプロトコルでも利用できる独立したスキームである。 \\キーワード:長距離量子鍵分布、暗数、C-NOTゲート、単一光子検出器、検出効率

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