論文の概要: Overcoming Noise Limitations in QKD with Quantum Privacy Amplification

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2402.05690v1
• Date: Thu, 8 Feb 2024 14:07:36 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-02-09 14:55:08.058551
• Title: Overcoming Noise Limitations in QKD with Quantum Privacy Amplification
• Title（参考訳）: 量子プライバシー増幅によるQKDの騒音限界の克服
• Authors: Philipp Sohr, Sebastian Ecker, Lukas Bulla, Martin Bohmann, Rupert Ursin
• Abstract要約: 分散絡み合いの質を向上させることにより、QPAがQKDで達成可能なセキュアな鍵レートを向上できることを実験的に示す。 QPAは従来キー生成を妨げていたノイズレベルにおいてキー生成を可能にする。 結果は、量子プロセッサをリンクするグローバル量子ネットワークの実装と、将来的なデータセキュリティの確保に最重要である。
• 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: High-quality, distributed quantum entanglement is the distinctive resource for quantum communication and forms the foundation for the unequalled level of security that can be assured in quantum key distribution. While the entanglement provider does not need to be trusted, the secure key rate drops to zero if the entanglement used is too noisy. In this paper, we show experimentally that QPA is able to increase the secure key rate achievable with QKD by improving the quality of distributed entanglement, thus increasing the quantum advantage in QKD. Beyond that, we show that QPA enables key generation at noise levels that previously prevented key generation. These remarkable results were only made possible by the efficient implementation exploiting hyperentanglement in the polarisation and energy-time degrees of freedom. We provide a detailed characterisation of the gain in secure key rate achieved in our proof-of-principle experiment at different noise levels. The results are paramount for the implementation of a global quantum network linking quantum processors and ensuring future-proof data security.
• Abstract（参考訳）: 高品質な分散量子絡み合いは量子通信の特有な資源であり、量子鍵分布において保証できる不完全レベルのセキュリティの基礎を形成している。 絡み合いプロバイダを信頼する必要はないが、使用する絡み合いがあまりに騒がしい場合、セキュアな鍵レートはゼロになる。 本稿では,分散エンタングルメントの品質を向上し,QKDの量子的優位性を高めることにより,QPAがQKDで達成可能なセキュアな鍵レートを向上できることを実験的に示す。 さらに、QPAは、以前にキー生成を妨げていたノイズレベルにおいてキー生成を可能にすることを示す。 これらの顕著な結果は、極化とエネルギー時間自由度における超エンタングルメントを利用する効率的な実装によってのみ可能となった。 我々は,様々な騒音レベルにおける原理実証実験で得られたセキュアな鍵レートの利得の詳細な特徴付けを行う。 結果は、量子プロセッサをリンクするグローバル量子ネットワークの実装と、将来的なデータセキュリティの確保に最重要である。

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