論文の概要: Experimental Twin-Field Quantum Key Distribution Over 1000 km Fiber Distance

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2303.15795v1
• Date: Tue, 28 Mar 2023 07:59:59 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-29 16:03:36.244451
• Title: Experimental Twin-Field Quantum Key Distribution Over 1000 km Fiber Distance
• Title（参考訳）: 1000kmのファイバー距離におけるツインフィールド量子鍵分布の実験
• Authors: Yang Liu, Wei-Jun Zhang, Cong Jiang, Jiu-Peng Chen, Chi Zhang, Wen-Xin Pan, Di Ma, Hao Dong, Jia-Min Xiong, Cheng-Jun Zhang, Hao Li, Rui-Chun Wang, Jun Wu, Teng-Yun Chen, Lixing You, Xiang-Bin Wang, Qiang Zhang, and Jian-Wei Pan
• Abstract要約: 量子鍵分散(QKD)は、2つのリモートパーティが共有するセキュアな秘密鍵を生成することを目的としている。 ファイバベースツインフィールドQKDを1002km以上で実演する。 安全な鍵レートは1002kmのファイバを通したパルスあたり9.53タイムs10-12$であり、有限サイズ効果を考慮して952kmで8.75タイムs10-12$である。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 19.003857958984558
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Quantum key distribution (QKD) aims to generate secure private keys shared by two remote parties. With its security being protected by principles of quantum mechanics, some technology challenges remain towards practical application of QKD. The major one is the distance limit, which is caused by the fact that a quantum signal cannot be amplified while the channel loss is exponential with the distance for photon transmission in optical fiber. Here using the 3-intensity sending-or-not-sending protocol with the actively-odd-parity-pairing method, we demonstrate a fiber-based twin-field QKD over 1002 km. In our experiment, we developed a dual-band phase estimation and ultra-low noise superconducting nanowire single-photon detectors to suppress the system noise to around 0.02 Hz. The secure key rate is $9.53\times10^{-12}$ per pulse through 1002 km fiber in the asymptotic regime, and $8.75\times10^{-12}$ per pulse at 952 km considering the finite size effect. Our work constitutes a critical step towards the future large-scale quantum network.
• Abstract（参考訳）: qkd(quantum key distribution)は、2つのリモートパーティが共有するセキュアなプライベートキーの生成を目的とする。 セキュリティは量子力学の原理によって保護されているため、いくつかの技術課題はQKDの実用化に向けて残っている。 主なものは距離制限であり、これは光ファイバーの光子伝送距離に比例してチャネル損失が指数関数的である間に量子信号が増幅できないことに起因する。 ここでは,アクティブodd-parity-pairing法を用いた3-intensity send-or-not-sendingプロトコルを用いて,1002km以上のファイバベースのツインフィールドqkdを実演する。 実験では, システムノイズを0.02Hzに抑えるために, デュアルバンド位相推定と超低雑音超伝導ナノワイヤ単光子検出器を開発した。 安全な鍵レートは、無症状状態において1002kmの繊維を介して1パルスあたり9.53\times10^{-12}$であり、有限サイズ効果を考慮して952kmで8.75\times10^{-12}$である。 我々の研究は、将来の大規模量子ネットワークに向けた重要なステップを構成する。

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