論文の概要: Implementation of coherent one way protocol for quantum key distribution
up to an effective distance of 145 km
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2309.07555v1
- Date: Thu, 14 Sep 2023 09:37:20 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-09-15 15:40:38.422105
- Title: Implementation of coherent one way protocol for quantum key distribution
up to an effective distance of 145 km
- Title(参考訳): 有効距離145kmまでの量子鍵分布のためのコヒーレント・ワンウェイプロトコルの実装
- Authors: Priya Malpani, Satish Kumar and Anirban Pathak
- Abstract要約: 実験は40km、80km、120kmの光ファイバーで実施された。
また、得られたキーレートは経時的に安定していることがわかった。
現在の実装は、COW QKD を 145 km まで実現したものである。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 1.7495213911983414
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: In the present work, we report experimental realization of an optical fiber
based COW protocol for QKD in the telecom wavelength (1550 nm) where the
attenuation in the optical fiber is minimum. A laser of 1550 nm wavelength,
attenuator and intensity modulator is used for the generation of pulses having
average photon number 0.5 and repetition rate of 500 MHz. The experiment is
performed over 40 km, 80 km and 120 km of optical fiber and several
experimental parameters like disclose rate, compression ratio, dead time and
excess bias voltage of the detector are varied for all the cases (i.e., for 40
km, 80 km and 120 km distances) to observe their impact on the final key rate.
Specifically, It is observed that there is a linear increase in the key rate as
we decrease compression ratio or disclose rate. The key rate obtains its
maximum value for least permitted values of disclose rate, compression ratio
and dead time. It seems to remain stable for various values of excess bias
voltage. While changing various parameters, we have maintained the quantum bit
error rate (QBER) below 6%. The key rate obtained is also found to remain
stable over time. Experimental results obtained here are also compared with the
earlier realizations of the COW QKD protocol. Further, to emulate key rate at
intermediate distances and at a distance larger than 120 km, an attenuator of 5
dB loss is used which can be treated as equivalent to 25 km of the optical
fiber used in the present implementation. This has made the present
implementation equivalent to the realization of COW QKD upto 145 km.
- Abstract(参考訳): 本研究では,光ファイバーの減衰が最小となる通信波長(1550 nm)におけるqkdのための光ファイバーベースの牛プロトコルを実験的に実現する。
平均光子数0.5、繰り返し速度500MHzのパルスの発生には、波長1550nmのレーザー、減衰器、強度変調器を用いる。
実験は、40km, 80km, 120kmの光ファイバで行われ、検出器の開示率、圧縮率、デッドタイム、余剰バイアス電圧などの実験パラメータは、最終キーレートへの影響を観測するために、すべてのケース(40km, 80km, 120km)で異なる。
具体的には,圧縮率の低下や開示率の低下に伴い,キーレートの線形増加が観察された。
鍵レートは、開示率、圧縮率、デッドタイムの最小許容値に対して最大値を取得する。
余剰バイアス電圧の様々な値に対して安定である。
様々なパラメータを変更しながら、量子ビット誤り率(qber)を6%以下に維持した。
得られたキーレートも時間とともに安定している。
ここで得られた実験結果は、COW QKDプロトコルの初期の実現例と比較される。
また、中間距離及び120km以上の距離における鍵レートをエミュレートするために、本実装で用いられる光ファイバの25kmに相当する5dB損失の減衰器を用いる。
これにより、現在の実装はCOW QKDを145kmまで実現した。
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