論文の概要: High-throughput decoder of quasi-cyclic LDPC codes with limited precision for continuous-variable quantum key distribution systems

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2207.01860v1
• Date: Tue, 5 Jul 2022 07:52:54 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-02-06 12:57:14.527507
• Title: High-throughput decoder of quasi-cyclic LDPC codes with limited precision for continuous-variable quantum key distribution systems
• Title（参考訳）: 連続可変量子鍵分布系に対する限定精度を有する準循環LDPC符号の高速デコーダ
• Authors: Chuang Zhou, Yang Li, Li Ma, Jie Yang, Wei Huang, Heng Wang, Yujie Luo, Francis C. M. Lau, Yong Li and Bingjie Xu
• Abstract要約: CV-QKD方式の高速復号化は商用FPGA上で行う。 360.92Mbpsと194.65Mbpsの2つのスループットが達成され、17.97Mbpsと2.48Mbpsの秘密鍵レートをリアルタイムで生成できる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 21.494317261979102
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: More than Mbps secret key rate was demonstrated for continuous-variable quantum key distribution (CV-QKD) systems, but real-time postprocessing is not allowed, which is restricted by the throughput of the error correction decoding in postprocessing. In this paper, a high-throughput FPGA-based quasi-cyclic LDPC decoder is proposed and implemented to support Mbps real-time secret key rate generation for CV-QKD for the first time. A residual bit error correction algorithm is used to solve the problem of high frame errors rate (FER) caused by the limited precision of the decoder. Specifically, real-time high-speed decoding for CV-QKD systems with typical code rates 0.2 and 0.1 is implemented on a commercial FPGA, and two throughputs of 360.92Mbps and 194.65Mbps are achieved, respectively, which can support 17.97 Mbps and 2.48 Mbps real-time generation of secret key rates under typical transmission distances of 25km and 50km, correspondingly. The proposed method paves the way for high-rate real-time CV-QKD deployment in secure metropolitan area network.
• Abstract（参考訳）: 連続可変量子鍵分布(cv-qkd)システムではmbps以上の秘密鍵速度が実証されたが、リアルタイム後処理は許されず、後処理における誤り訂正復号のスループットによって制限される。 本稿では, CV-QKDにおけるMbpsリアルタイム秘密鍵レート生成をサポートするために, 高スループットFPGAベース準循環LDPCデコーダを提案する。 デコーダの精度の制限による高フレーム誤差率(fer)の問題を解決するために残差ビット誤り補正アルゴリズムを用いる。 具体的には、典型的な符号レート0.2と0.1のcv-qkdシステムのリアルタイム高速復号を商用fpgaに実装し、それぞれ17.97mbpsと2.48mbpsの2つのスループットを、25kmと50kmの典型的な伝送距離でリアルタイムに生成できる。 提案手法は,首都圏ネットワークにおけるリアルタイムcv-qkdの高速展開を実現する。

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