論文の概要: Simple and Fast Polarization Tracking algorithm for Continuous-Variable Quantum Key Distribution System Using Orthogonal Pilot Tone

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2303.11549v1
• Date: Tue, 21 Mar 2023 02:37:13 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-22 16:47:47.158921
• Title: Simple and Fast Polarization Tracking algorithm for Continuous-Variable Quantum Key Distribution System Using Orthogonal Pilot Tone
• Title（参考訳）: 直交パイロットトーンを用いた連続可変量子鍵分布系の簡易・高速偏光追従アルゴリズム
• Authors: Yan Pan, Heng Wang, Yun Shao, Yaodi Pi, Ting Ye, Shuai Zhang, Yang Li, Wei Huang, and Bingjie Xu
• Abstract要約: 実験の結果, 偏光衝突速度12.57krad/sは, 提案アルゴリズムを用いて追跡可能であることがわかった。 デジタルシミュレーションにより、提案したアルゴリズムによって約188.50Mrad/sを追跡できることが示されている。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 15.578774779452209
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: To reduce the influence of random channel polarization variation, especially fast polarization perturbation,for continuous-variable quantum key distribution (CV-QKD) systems, a simple and fast polarization tracking algorithm is proposed and experimentally demonstrated. The algorithm is implemented by an orthogonal pilot tone scheme, one of the pilot tones is used for estimating the polarization rotation angle, and the other one is used for compensating the polarization perturbation introduced phase noise. Meanwhile, residual effects are compensated precisely with the help of a real-valued FIR filter. In this case, the excess noise introduced by polarization perturbation is effectively suppressed. Experimental results show that the polarization scrambling rate 12.57 krad/s can be tracked by using the proposed algorithm, and a good estimated parameters performance is achieved. Compared to conventional polarization tracking algorithms such as the constant modulus algorithm (CMA), experimental results show that the polarization tracking apability of the proposed algorithm is significantly improved. Furthermore, much faster polarization tracking performance is evaluated by digital simulations, and the simulation results show that about 188.50 Mrad/s can be tracked by the proposed algorithm. Thus, our method provides effective technology for the practical application of fiber-based CV-QKD.
• Abstract（参考訳）: 連続可変量子鍵分布(CV-QKD)システムに対するランダムチャネル偏波変動,特に高速偏波摂動の影響を低減するために,単純かつ高速な偏波追跡アルゴリズムを提案し,実験的に実証した。 このアルゴリズムは直交パイロットトーンスキームによって実装され、パイロットトーンのうちの1つは偏光回転角の推定に使われ、もう1つは偏光摂動による位相雑音の補償に用いられる。 一方、残留効果は実数値FIRフィルタの助けを借りて正確に補償される。 この場合、偏光摂動によって生じる余剰ノイズを効果的に抑制する。 実験の結果,提案アルゴリズムを用いて偏光スクランブルレート12.57 krad/sを追跡でき,推定パラメータの性能が向上した。 定数変調アルゴリズム (CMA) のような従来の偏光追跡アルゴリズムと比較して, 実験結果から, 提案アルゴリズムの偏光追跡能力は著しく向上していることがわかった。 さらに, ディジタルシミュレーションによりより高速に偏光追尾性能が評価され, 提案アルゴリズムにより約188.50 mrad/sを追跡できることを示した。 そこで本手法は,繊維ベースCV-QKDの実用化に有効な技術を提供する。

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