論文の概要: Performance analysis for OFDM-based multi-carrier continuous-variable quantum key distribution with arbitrary modulation protocol

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2212.11537v1
• Date: Thu, 22 Dec 2022 08:25:11 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-01-09 04:41:12.613617
• Title: Performance analysis for OFDM-based multi-carrier continuous-variable quantum key distribution with arbitrary modulation protocol
• Title（参考訳）: 任意変調プロトコルを用いたofdmマルチキャリア連続可変量子鍵分布の性能解析
• Authors: Heng Wang, Yan Pan, Yun Shao, Yaodi Pi, Ting Ye, Yang Li, Tao Zhang, Jinlu Liu, Jie Yang, Li Ma, Wei Huang and Bingjie Xu
• Abstract要約: 複数キャリア連続可変量子鍵分布(CV-QKD)は、既存の単一キャリアCV-QKD方式よりも秘密鍵レート(SKR)を向上する有望な方法と考えられている。 Nサブキャリアの不完全なマルチキャリア量子状態生成プロセスで誘導される余剰ノイズは、システムの性能を制限する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 19.348846862397632
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Multi-carrier continuous-variable quantum key distribution (CV-QKD) is considered to be a promising way to boost the secret key rate (SKR) over the existing single-carrier CV-QKD scheme. However, the extra excess noise induced in the imperfect multi-carrier quantum state preparation process of N subcarriers will limit the performance of the system. Here, a systematic modulation noise model is proposed for the multi-carrier CV-QKD based on the orthogonal frequency division multiplexing (OFDM). Subsequently, the performance of multi-carrier CV-QKD with arbitrary modulation protocol (e.g. QPSK, 256QAM and Gaussian modulation protocol) can be quantitatively evaluated by combining the security analysis method of the single-carrier CV-QKD. Under practical system parameters, the simulation results show that the SKR of the multi-carrier CV-QKD can still be significantly improved by increasing the carrier number N even with imperfect practical modulations. Specifically, the total SKR of multi-carrier CV-QKD can be optimized by carefully choosing N. The proposed model provides a feasible theoretical framework for the future multi-carrier CV-QKD experimental implementation.
• Abstract（参考訳）: 複数キャリア連続可変量子鍵分布(CV-QKD)は、既存の単一キャリアCV-QKD方式よりも秘密鍵レート(SKR)を向上する有望な方法と考えられている。 しかし、Nサブキャリアの不完全なマルチキャリア量子状態生成プロセスで発生する余剰ノイズは、システムの性能を制限する。 本稿では,直交周波数分割多重化(OFDM)に基づくマルチキャリアCV-QKDに対して,システマティック変調ノイズモデルを提案する。 その後、任意の変調プロトコル(QPSK、256QAM、ガウス変調プロトコル)を用いたマルチキャリアCV-QKDの性能を、単一キャリアCV-QKDのセキュリティ解析手法を組み合わせて定量的に評価することができる。 実用システムパラメータでは, CV-QKDのSKRは, 不完全な実用変調でもキャリア数Nを増大させることで, 著しく改善可能であることが示された。 具体的には,Nを慎重に選択することで,多キャリアCV-QKDの総SKRを最適化することができる。

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