論文の概要: Experimental free-space quantum key distribution over a turbulent
high-loss channel
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2305.01345v1
- Date: Tue, 2 May 2023 11:47:22 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-05-03 14:36:00.964988
- Title: Experimental free-space quantum key distribution over a turbulent
high-loss channel
- Title（参考訳）: 乱流高損失チャネル上の実験自由空間量子鍵分布
- Authors: Md Mehdi Hassan, Kazi Reaz, Adrien Green, Noah Crum, George Siopsis
- Abstract要約: ファイバーベースの通信ネットワークと比較して、自由空間ネットワークはデコヒーレンスや光子損失が著しく少ない。
大気の乱流は透過率分布のずれに寄与し、ノイズやチャネル損失をもたらす。
アクティブな研究は現在、高損失チャネルにおけるセキュアで実用的な量子通信の確立に重点を置いている。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Free-space quantum cryptography plays an integral role in realizing a
global-scale quantum internet system. Compared to fiber-based communication
networks, free-space networks experience significantly less decoherence and
photon loss due to the absence of birefringent effects in the atmosphere.
However, the atmospheric turbulence contributes to deviation in transmittance
distribution, which introduces noise and channel loss. Several methods have
been proposed to overcome the low signal-to-noise ratio. Active research is
currently focused on establishing secure and practical quantum communication in
a high-loss channel, and enhancing the secure key rate by implementing bit
rejection strategies when the channel transmittance drops below a certain
threshold. By simulating the atmospheric turbulence using an
acousto-optical-modulator (AOM) and implementing the prefixed-threshold
real-time selection (P-RTS) method, our group performed finite-size decoy-state
Bennett-Brassard 1984 (BB84) quantum key distribution (QKD) protocol for 19 dB
channel loss. With better optical calibration and efficient superconducting
nano-wire single photon detector (SNSPD), we have extended our previous work to
40 dB channel loss characterizing the transmittance distribution of our system
under upper moderate turbulence conditions.
- Abstract（参考訳）: 自由空間量子暗号は、グローバルな量子インターネットシステムを実現する上で不可欠な役割を果たす。
ファイバベースの通信ネットワークと比較して、自由空間ネットワークは大気中の複屈折効果がないため、デコヒーレンスや光子損失が著しく少ない。
しかし、大気の乱流は透過率分布のずれに寄与し、ノイズやチャネル損失をもたらす。
低信号対雑音比を克服するいくつかの方法が提案されている。
アクティブリサーチは現在、高損失チャネルにおけるセキュアで実用的な量子通信の確立と、チャネル透過率が一定のしきい値を下回った場合のビット拒否戦略を実行することにより、セキュアな鍵レートの向上に重点を置いている。
AOM(Acousto-optical-modulator)を用いて大気の乱流をシミュレーションし,プレフィックスド・スレッショルド・リアルタイムセレクション(P-RTS)法を実装し,有限サイズデコイ状態のBennett-Brassard 1984(BB84)量子鍵分布(QKD)プロトコルを用いて19dBチャネル損失を行った。
より優れた光キャリブレーションと効率的な超伝導ナノワイヤ単光子検出器(SNSPD)により, 従来の研究を40dBチャネルの損失に拡張し, 高次乱流下でのシステムの透過率分布を特徴づけた。
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