論文の概要: Towards Fully Passive Time-Bin Quantum Key Distribution over Multi-Mode Channels

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2302.05038v2
• Date: Tue, 14 Nov 2023 05:05:07 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-11-15 19:12:47.917046
• Title: Towards Fully Passive Time-Bin Quantum Key Distribution over Multi-Mode Channels
• Title（参考訳）: マルチモードチャネル上の完全パッシブ量子鍵分布を目指して
• Authors: Ramy Tannous, Wilson Wu, St\'ephane Vinet, Chithrabhanu Perumangatt, Dogan Sinar, Alexander Ling, Thomas Jennewein
• Abstract要約: 遠隔量子時間ビン干渉計の位相安定化は、量子通信ネットワークにおける大きな課題である。 本稿では,参照フレーム独立時間ビン量子鍵分布を用いた新しい手法を提案する。 これは、モードフィルタリング、モードソート、適応光学、アクティブ基底選択、アクティブ位相アライメントなしで実現できる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 37.69303106863453
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Phase stabilization of distant quantum time-bin interferometers is a major challenge for quantum communication networks, and is typically achieved by exchanging optical reference signals, which can be particularly challenging over free-space channels. We demonstrate a novel approach using reference frame independent time-bin quantum key distribution that completely avoids the need for active relative phase stabilization while simultaneously overcoming a highly multi-mode channel without any active mode filtering. We realized a proof-of-concept demonstration using hybrid polarization and time-bin entangled photons, that achieved a sustained asymptotic secure key rate of greater than 0.06 bits/coincidence over a 15m multi-mode fiber optical channel. This is achieved without any mode filtering, mode sorting, adaptive optics, active basis selection, or active phase alignment. This scheme enables passive self-compensating time-bin quantum communication which can be readily applied to long-distance links and various wavelengths, and could be useful for a variety of spatially multi-mode and fluctuating channels involving rapidly moving platforms, including airborne and satellite systems.
• Abstract（参考訳）: 遠方量子時間ビン干渉計の位相安定化は、量子通信ネットワークにおいて大きな課題であり、通常は、自由空間チャネル上で特に困難な光参照信号の交換によって達成される。 アクティブな相対位相安定化の必要性を完全に回避しつつ、アクティブモードフィルタリングを伴わずに高度にマルチモードチャネルを克服する参照フレーム独立なタイムビン量子鍵分布を用いた新しい手法を示す。 複合偏光と時間ビン絡み合った光子を用いた概念実証実験を行い,15m光ファイバーチャネル上で0.06ビット/共起の持続的漸近鍵速度を実現した。 これはモードフィルタリング、モードソート、適応光学、アクティブ基底選択、アクティブ位相アライメントなしで実現される。 この方式は、長距離リンクや様々な波長に容易に適用可能な受動的自己補償型時間ビン量子通信を可能にし、空中や衛星システムを含む高速移動プラットフォームを含む様々な空間的マルチモードおよび変動チャネルに有用である。

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