論文の概要: Towards Fully Passive Time-Bin Quantum Key Distribution over Moving Free-Space Channels
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2302.05038v3
- Date: Thu, 14 Aug 2025 15:31:06 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-08-15 22:24:47.927868
- Title: Towards Fully Passive Time-Bin Quantum Key Distribution over Moving Free-Space Channels
- Title（参考訳）: 移動自由空間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, Stéphane Vinet, Chithrabhanu Perumangatt, Dogan Sinar, Alexander Ling, Thomas Jennewein,
- Abstract要約: フォトニック時間ビン状態の量子情報は、一般に自由空間量子通信の移動には実用的ではないと考えられている。
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。
このスキームは、急速に動くプラットフォームを含む様々な空間的多モードおよび変動するチャネルに容易に適用できる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 36.136619420474766
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
- Abstract: Encoding quantum information in photonic time-bin states is typically considered impractical for moving free-space quantum communication due to the difficulties with phase stabilization of distant quantum time-bin interferometers and turbulence of 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. This scheme enables passive, self-compensating time-bin quantum communication without any mode filtering, mode sorting, adaptive optics, active basis selection, or active phase alignment. We realize a proof-of-concept demonstration using hybrid polarization and time-bin entangled photons that demonstrates a sustained asymptotic secure key rate greater than 0.07 bits/coincidence over a 15m multi-mode fiber optical channel and showing entanglement correlations over a moving 38.5dB loss free-space channel, including system losses. The scheme simplifies the use of time-bin encoding and can be readily applied over various spatially multi-mode and fluctuating channels involving rapidly moving platforms, including airborne and satellite systems.
- Abstract（参考訳）: フォトニック時間ビン状態における量子情報の符号化は、遠方量子ビン干渉計の位相安定化と自由空間チャネルの乱流の難しさから、一般に自由空間量子通信の移動には実用的ではないと考えられている。
本稿では,アクティブなモードフィルタリングを伴わずに,高マルチモードチャネルを克服しつつ,アクティブな相対位相安定化の必要性を完全に回避する参照フレーム独立型量子鍵分布を用いた新しい手法を提案する。
この方式は、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を使わずに、パッシブで自己補償的な時間ビン量子通信を可能にする。
我々は、15mのマルチモード光ファイバ光チャネル上で0.07ビット/共起を持続する漸近的キーレートを示すハイブリッド偏光と時間ビン絡みの光子を用いた概念実証を行い、システム損失を含む38.5dB損失自由空間チャネル上での絡み合い相関を示す。
このスキームは、タイムビン符号化の使用を単純化し、空中および衛星システムを含む高速移動プラットフォームを含む、様々な空間的に多モードおよび変動するチャネルに容易に適用することができる。
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