論文の概要: Multiplexed Processing of Quantum Information Across an Ultra-wide Optical Bandwidth

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2310.17819v2
• Date: Mon, 30 Oct 2023 21:03:00 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-11-02 01:41:14.305435
• Title: Multiplexed Processing of Quantum Information Across an Ultra-wide Optical Bandwidth
• Title（参考訳）: 超広帯域における量子情報の多重処理
• Authors: Alon Eldan, Ofek Gilon, Asher Lagimi, Elai Forman, Avi Pe'er
• Abstract要約: 本稿では、多重周波数チャネル上で並列にそのようなブロードバンドソースを用いて量子情報を処理する効率的な方法を提案する。 具体的には、多重連続可変量子鍵分布(CV-QKD)と多重連続可変量子テレポーテーションプロトコルの2つの基本プロトコルを提案する。
• 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: Quantum information processing is the foundation of quantum technology. Protocols of quantum information share secrets between two distant parties for secure communication (quantum key distribution), teleport quantum states, and stand at the heart of quantum computation. While various protocols of quantum communication have already been realized, and even commercialized, their communication speed is generally low, limited by the narrow electronic bandwidth of the measurement apparatus in the MHz-to-GHz range, which is orders-of-magnitude lower than the optical bandwidth of available quantum optical sources (10-100 THz). We present and demonstrate an efficient method to process quantum information with such broadband sources in parallel over multiplexed frequency channels using parametric homodyne detection for simultaneous measurement of all the channels. Specifically, we propose two basic protocols: A multiplexed Continuous-Variable Quantum Key Distribution (CV-QKD) and A multiplexed continuous-variable quantum teleportation protocol. We demonstrate the multiplexed CV-QKD protocol in a proof-of-principle experiment, where we successfully carry out QKD over 23 uncorrelated spectral channels and show the ability to detect eavesdropping in any of them. These multiplexed methods (and similar) will enable to carry out quantum processing in parallel over hundreds of channels, potentially increasing the throughput of quantum protocols by orders of magnitude
• Abstract（参考訳）: 量子情報処理は量子技術の基礎である。 量子情報のプロトコルは、セキュアな通信(量子鍵分布)、テレポート量子状態、および量子計算の中心となる2つの遠隔者間で秘密を共有する。 様々な量子通信プロトコルがすでに実現され、商用化されているが、その通信速度は一般的には、利用可能な量子光学光源(10-100 THz)の光帯域よりも低いMHzからGHzの範囲における測定装置の狭い電子帯域幅によって制限されている。 本稿では、パラメトリックホモダイン検出による全チャネルの同時測定により、これらのブロードバンドソースを並列に多重周波数チャネル上に並列に処理する効率的な方法を提案する。 具体的には、多重連続可変量子鍵分布(CV-QKD)と多重連続可変量子テレポーテーションプロトコルの2つの基本プロトコルを提案する。 そこで本研究では,23以上の非相関スペクトルチャネルに対するqkdの検証に成功し,いずれにおいても盗聴を検知する能力を示した。 これらの多重化手法(および類似)は、数百のチャネル上で並列に量子処理を実行し、量子プロトコルのスループットを桁違いに増加させる可能性がある。

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