論文の概要: Quantum Key Distribution Using an Integrated Quantum Emitter in Hexagonal Boron Nitride

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2302.06212v1
• Date: Mon, 13 Feb 2023 09:38:51 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-02-14 16:06:09.301768
• Title: Quantum Key Distribution Using an Integrated Quantum Emitter in Hexagonal Boron Nitride
• Title（参考訳）: 六方晶窒化ホウ素における集積量子エミッタを用いた量子鍵分布
• Authors: Ali Al-Juboori, Helen Zhi Jie Zeng, Minh Anh Phan Nguyen, Xiaoyu Ai, Arne Laucht, Alexander Solntsev, Milos Toth, Robert Malaney, and Igor Aharonovich
• Abstract要約: 固体材料中の単一光子源(SPS)はこの点において主要な候補である。 六方晶窒化ホウ素中の明るい単一光子源を用いた室温, 離散可変量子鍵分布系を実証した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 48.97025221755422
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Quantum Key Distribution (QKD) is considered the most immediate application to be widely implemented amongst a variety of potential quantum technologies. QKD enables sharing secret keys between distant users, using photons as information carriers. The current challenge is to implement these protocols in practice, for real-world conditions, in a robust, and compact manner. Single Photon Sources (SPS) in solid-state materials are prime candidates in this respect. Here, we demonstrate a room temperature, discrete-variable quantum key distribution system using a bright single photon source in hexagonal-boron nitride, operating in free-space. Employing an integrated, "plug and play" photon source system, we have generated keys with one million bits length, and demonstrated a secret key of approximately 70,000 bits, at a quantum bit error rate of 6%, with $\varepsilon$-security of $10^{-10}$. Emphasis was put on the inclusion of all known effects impacting the derived security level, thereby demonstrating the most trustworthy QKD system realised with SPSs to date. Our results will be important to achieve meaningful progress with deterministic room-temperature QKD systems.
• Abstract（参考訳）: 量子鍵分布(Quantum Key Distribution, QKD)は、様々な潜在的な量子技術で広く実装される最も直接的な応用と考えられている。 QKDは、フォトンを情報キャリアとして使用することで、遠隔ユーザー間で秘密鍵を共有することができる。 現在の課題は、現実の状況に対して、堅牢でコンパクトな方法で、これらのプロトコルを実践的に実装することである。 固体材料の単一光子源(sps)はこの点で素候補である。 本稿では,自由空間で動作する六方晶窒化ボロン中の明るい単一光子源を用いて,室温で離散可変な量子鍵分布系を示す。 統合された"プラグアンドプレイ"フォトンソースシステムを使用して、100万ビットの長さのキーを生成し、約70,000ビットの秘密鍵を量子ビットエラー率6%で実証し、$10^{-10}$の$\varepsilon$-securityで検証しました。 SPSが実現した最も信頼性の高いQKDシステムを示すために、派生したセキュリティレベルに影響を与える既知のすべての影響を包含することを強調した。 本結果は, 決定論的室温QKDシステムによる有意義な進展を実現するために重要である。

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