論文の概要: Quantum Key Distribution using Deterministic Single-Photon Sources over a Field-Installed Fibre Link

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2301.09399v1
• Date: Mon, 23 Jan 2023 12:43:23 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-01-24 13:33:09.153614
• Title: Quantum Key Distribution using Deterministic Single-Photon Sources over a Field-Installed Fibre Link
• Title（参考訳）: フィールドインストールファイバリンク上の決定論的単一光子源を用いた量子鍵分布
• Authors: Mujtaba Zahidy, Mikkel T. Mikkelsen, Ronny M\"uller, Beatrice Da Lio, Martin Krehbiel, Ying Wang, Michael Galili, S{\o}ren Forchhammer, Peter Lodahl, Leif K. Oxenl{\o}we, Davide Bacco, and Leonardo Midolo
• Abstract要約: 我々はコペンハーゲン大都市圏にある18kmの暗繊維をまたいだ真の単一光子を用いた量子鍵分布場実験を実現する。 9.6dBチャネル損失で実現された2kbits/sの秘密鍵生成率は、偏光符号化BB84スキームにより達成される。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.8319715200739373
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Quantum-dot-based single-photon sources are key assets for quantum information technology, supplying on-demand scalable quantum resources for computing and communication. However, longlasting issues such as limited long-term stability and source brightness have traditionally impeded their adoption in real-world applications. Here, we realize a quantum key distribution field trial using true single photons across an 18-km-long dark fibre, located in the Copenhagen metropolitan area, using an optimized, state-of-the-art, quantum-dot single-photon source frequency-converted to the telecom wavelength. A secret key generation rate of 2 kbits/s realized over a 9.6 dB channel loss is achieved with a polarization-encoded BB84 scheme, showing remarkable stability for more than 24 hours of continuous operation. Our results highlight the maturity of deterministic single-photon source technology while paving the way for advanced single-photon-based communication protocols, including fully device-independent quantum key distribution, towards the goal of a quantum internet.
• Abstract（参考訳）: 量子ドットベースの単一光子源は、コンピューティングと通信のためにオンデマンドのスケーラブルな量子リソースを提供する量子情報技術にとって重要な資産である。 しかし、長期的安定性や光源輝度の制限といった長期的問題は、伝統的に現実世界のアプリケーションでの採用を妨げてきた。 ここでは,コペンハーゲン大都市圏に分布する18kmの暗光ファイバーをまたいだ真の単一光子を用いた量子鍵分布場実験を,テレコム波長に最適化された量子ドット単一光子源周波数変換を用いて実現した。 偏光エンコードbb84方式により、9.6dbチャネル損失を超える2kbits/sの秘密鍵生成速度を実現し、24時間以上の連続動作で顕著な安定性を示す。 本研究は、量子インターネットの目標に向けて、デバイス非依存の量子鍵分布を含む高度な単一光子ベースの通信プロトコルを整備しつつ、決定論的単一光子ソース技術の成熟度を強調した。

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