論文の概要: Resource-Efficient Real-Time Polarization Compensation for MDI-QKD with Rejected Data

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2209.02707v1
• Date: Tue, 6 Sep 2022 18:00:00 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-01-27 18:10:49.264741
• Title: Resource-Efficient Real-Time Polarization Compensation for MDI-QKD with Rejected Data
• Title（参考訳）: 拒否データを用いたmdi-qkdの資源効率の高い実時間分極補償
• Authors: Olinka Bedroya, Chenyang Li, Wenyuan Wang, Jianyong Hu, Hoi-Kwong Lo, Li Qian
• Abstract要約: 偏光アライメントは、双方の非偏光ベース上で維持されなければならない。 キーレートとコストの低さは、QKDシステムの普及を妨げている最も大きな課題である。 MDI-QKDシステムにおいて,新しい分極補償方式を提案し,実装する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 6.400495509730133
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Measurement-device-independent quantum key distribution (MDI-QKD) closes all the security loopholes in the detection system and is a promising solution for secret key sharing. Polarization encoding is the most common QKD encoding scheme, as it is straightforward to prepare and measure. However, implementing polarization encoding in MDI QKD imposes extra challenges, as polarization alignment must be maintained over both mutually unbiased bases and be maintained for both paths (Alice-Charlie and Bob-Charlie). Polarization alignment is usually done by interrupting the QKD process (reducing overall key generation rates) or using additional classical laser sources multiplexed with quantum channels for polarization alignment. Since low key rates and cost are the two most pressing challenges preventing wide adoption of QKD systems, using additional resources or reducing key rates runs contrary to making QKD commercially viable. Therefore, we propose and implement a novel polarization compensation scheme in the MDI-QKD system that avoids the aforementioned drawbacks by recycling part of discarded detection events. Our scheme evaluates the polarization drift in real-time based on single measurements corresponding to decoy intensities. Our fully automated experimental demonstration maintains the average polarization drift below 0.13 rad over 40 km of spooled fibre (without an insulating jacket) for at least four hours. The average quantum bit error rate is 3.8$\%$, and we achieved an average key rate of $7.45\times 10^{-6}$ bits per pulse.
• Abstract（参考訳）: 測定デバイス非依存量子鍵分布(mdi-qkd)は、検出システム内のすべてのセキュリティホールを閉じ、秘密鍵共有の有望なソリューションである。 偏光符号化が最も一般的なQKD符号化方式であり、準備と測定が容易である。 しかしながら、mdi qkdで分極エンコーディングを実装するには、偏極アライメントを相互に偏りのないベース上で維持し、両方のパス(アリス・チャーリーとボブ・チャーリー)で維持する必要があるため、追加の課題が課される。 偏光アライメントは通常、QKDプロセスの中断(全体の鍵生成率の低減)や、偏光アライメントのために量子チャネルが多重化された古典的なレーザー源を使用することによって行われる。 キーレートとコストの低いことがQKDシステムの普及を妨げている2つの最も強い課題であるため、追加のリソースの使用やキーレートの削減は、QKDを商業的に実行可能にすることとは対照的である。 そこで本稿では,MDI-QKDシステムにおいて,廃棄検出イベントのリサイクル部分による上記の欠点を回避する新たな分極補償方式を提案し,実装する。 提案手法は,デコイ強度に対応する単一測定値に基づいて,リアルタイムに偏光ドリフトを評価する。 完全に自動化された実験では、平均偏光ドリフトが40km以上のスプールファイバー(絶縁ジャケットなし)で0.13rad以下で4時間以上持続している。 平均量子ビットエラーレートは3.8$\%$であり、平均鍵レートはパルス当たり7.45\times 10^{-6}$bitである。

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