論文の概要: A round-trip multi-band quantum access network
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2305.05919v1
- Date: Wed, 10 May 2023 06:14:13 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-05-11 14:19:10.929033
- Title: A round-trip multi-band quantum access network
- Title（参考訳）: ラウンドトリップ型マルチバンド量子アクセスネットワーク
- Authors: Yuehan Xu, Tao Wang, Huanxi Zhao, Peng Huang and Guihua Zeng
- Abstract要約: 本稿では,量子状態が円状に移動して情報を運ぶ,拡張可能で費用対効果の高い量子アクセスネットワークを提案する。
連続可変QKD(CV-QKD)プロトコルにより,マルチユーザによるキー共有を実現する。
その結果、各ユーザは30kmの標準ファイバ伝送において、過剰なノイズ抑制と600bpsのセキュアな鍵生成を達成できることがわかった。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 5.894846988315471
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: The quantum network makes use of the quantum states to transmit data, which
will revolutionize classical communication and allow for some breakthrough
applications. The quantum key distribution (QKD) is one prominent application
of quantum networks, and can protect the data transmission through quantum
mechanics. In this work, we propose an expandable and cost-effective quantum
access network, in which the round-trip structure makes quantum states travel
in a circle to carry the information, and the multi-band technique is proposed
to support multi-user access. Based on the round-trip multi-band quantum access
network, we realize multi-user secure key sharing through the
continuous-variable QKD (CV-QKD) protocol. Due to the encoding characteristics
of CV-QKD, the quadrature components in different frequency bands can be used
to transmit key information for different users. The feasibility of this scheme
is confirmed by comprehensive noise analysis, and is verified by a
proof-of-principle experiment. The results show that each user can achieve
excess noise suppression and 600 bps level secure key generation under 30 km
standard fiber transmission. Such networks have the ability of multi-user
access theoretically and could be expanded by plugging in simple modules.
Therefore, it paves the way for near-term large-scale quantum secure networks.
- Abstract（参考訳）: 量子ネットワークは、量子状態を利用してデータを送信し、古典的通信に革命をもたらし、いくつかのブレークスルー応用を可能にする。
量子鍵分布(QKD)は量子ネットワークの顕著な応用の一つであり、量子力学によるデータ伝送を保護することができる。
本研究では,ラウンドトリップ構造により,量子状態が円状に移動して情報を運ぶことができる拡張可能で費用対効果の高い量子アクセスネットワークを提案し,マルチユーザアクセスをサポートするためのマルチバンド手法を提案する。
ラウンドトリップ型マルチバンド量子アクセスネットワークに基づいて,連続可変QKD(CV-QKD)プロトコルを用いて,マルチユーザ安全な鍵共有を実現する。
CV-QKDの符号化特性により、異なる周波数帯域の2次成分を使用して、異なるユーザに対してキー情報を送信することができる。
本手法の有効性は包括的雑音解析により確認され,実証実験により検証される。
その結果、30km以下の標準ファイバー伝送では、各ユーザが過大なノイズ抑制と600 bpsレベルのセキュアキー生成を達成できることがわかった。
このようなネットワークは理論上マルチユーザーアクセスが可能であり、単純なモジュールをプラグインすることで拡張することができる。
そのため、短期的な大規模量子セキュアネットワークへの道を開く。
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