論文の概要: High-dimensional quantum key distribution using energy-time entanglement
over 242 km partially deployed fiber
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2212.02695v1
- Date: Tue, 6 Dec 2022 01:37:57 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-01-09 16:27:10.934365
- Title: High-dimensional quantum key distribution using energy-time entanglement
over 242 km partially deployed fiber
- Title（参考訳）: エネルギー時間エンタングルメントを用いた242km部分配置ファイバの高次元量子鍵分布
- Authors: Jingyuan Liu, Zhihao Lin, Dongning Liu, Xue Feng, Fang Liu, Kaiyu Cui,
Yidong Huang, Wei Zhang
- Abstract要約: 量子鍵分布(QKD)は量子通信において重要な要素である。
我々は242kmの光ファイバーを伝送するエネルギー時間交絡光子対を用いた実験的QKDを報告した。
キーレートが0.22bps、0.06bps、有限サイズでセキュアなキーを生成する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 8.905152890117282
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
- Abstract: Entanglement-based quantum key distribution (QKD) is an essential ingredient
in quantum communication, owing to the property of source-independent security
and the potential on constructing large-scale quantum communication networks.
However, implementation of entanglement-based QKD over long-distance optical
fiber links is still challenging, especially over deployed fibers. In this
work, we report an experimental QKD using energy-time entangled photon pairs
that transmit over optical fibers of 242 km (including a section of 19 km
deployed fibers). High-quality entanglement distribution is verified by
Franson-type interference with raw fringe visibilities of 94.1$\pm$1.9% and
%92.4$\pm$5.4% in two non-orthogonal bases. The QKD is realized through the
protocol of dispersive-optics QKD. A high-dimensional encoding is applied to
utilize coincidence counts more efficiently. Using reliable, high-accuracy time
synchronization technology, the system operates continuously for more than 7
days, even without active polarization or phase calibration. We ultimately
generate secure keys with secure key rates of 0.22 bps and 0.06 bps in
asymptotic and finite-size regime,respectively. This system is compatible with
existing telecommunication infrastructures, showing great potential on
realizing large-scale quantum communication networks in future.
- Abstract（参考訳）: エンタングルメントベースの量子鍵分布(QKD)は、ソース非依存のセキュリティの性質と大規模量子通信ネットワークを構築する可能性から、量子通信において重要な要素である。
しかし、長距離光ファイバーリンク上での絡み合いに基づくQKDの実装は、特に展開ファイバ上ではまだ難しい。
本研究では,242kmの光ファイバー(19kmの光ファイバーを含む)を伝送するエネルギー時間交絡光子対を用いた実験QKDについて報告する。
2つの非正方形基底における94.1$\pm$1.9%と%92.4$\pm$5.4%の生のフリンジビジビビティとのフランソン型干渉により、高品質の絡み合い分布が検証される。
QKDは分散光学QKDのプロトコルによって実現される。
高次元符号化を適用して、より効率的に一致数を利用する。
信頼性が高く正確な時間同期技術を用いることで、アクティブな分極や位相校正がなくても7日間以上連続して動作する。
最終的に、漸近的かつ有限サイズのレジームにおいて、セキュアキーレート0.22 bpsと0.06 bpsのセキュアキーを生成する。
このシステムは既存の通信インフラと互換性があり、将来の大規模量子通信ネットワークの実現に大きな可能性を秘めている。
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