Fugu-MT 論文翻訳(概要): High-Rate 16-node quantum access network based on passive optical network

論文の概要: High-Rate 16-node quantum access network based on passive optical network

arxiv url: http://arxiv.org/abs/2403.02585v1
Date: Tue, 5 Mar 2024 01:44:13 GMT
ステータス: 処理完了
システム内更新日: 2024-03-06 16:28:17.091411
Title: High-Rate 16-node quantum access network based on passive optical network
Title（参考訳）: 受動光ネットワークを用いた高レート16ノード量子アクセスネットワーク
Authors: Yan Pan, Yiming Bian, Yang Li, Xuesong Xu, Li Ma, Heng Wang, Yujie Luo, Jiayi Dou, Yaodi Pi, Jie Yang, Wei Huang, Song Yu, Stefano Pirandola, Yichen Zhang, and Bingjie Xu
Abstract要約: 多くの構築された量子セキュアネットワークにおいて、ポイントツーマルチポイント(PTMP)トポロジは最も一般的なスキームの一つである。本稿では、受動光ネットワークに基づく16ノードの高速量子アクセスネットワークの実験実験を報告する。
参考スコア（独自算出の注目度）: 14.923361967583348
License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
Abstract: Quantum key distribution can provide information-theoretical secure communication, which is now heading towards building the quantum secure network for real-world applications. In most built quantum secure networks, point-to-multipoint (PTMP) topology is one of the most popular schemes, especially for quantum access networks. However, due to the lack of custom protocols with high secret key rate and compatible with classical optical networks for PTMP scheme, there is still no efficient way for a high-performance quantum access network with a multitude of users. Here, we report an experimental demonstration of a high-rate 16-nodes quantum access network based on passive optical network, where a high-efficient coherent-state PTMP protocol is novelly designed to allow independent secret key generation between one transmitter and multiple receivers concurrently. Such accomplishment is attributed to a well-designed real-time shot-noise calibration method, a series of advanced digital signal processing algorithms and a flexible post-processing strategy with high success probability. Finally, the experimental results show that the average secret key rate is around 2.086 Mbps between the transmitter and each user, which is two orders of magnitude higher than previous demonstrations. With the advantages of low cost, excellent compatibility, and wide bandwidth, our work paves the way for building practical PTMP quantum access networks, thus constituting an important step towards scalable quantum secure networks.
Abstract（参考訳）: 量子鍵分布は情報理論的なセキュアな通信を提供することができ、現実のアプリケーションのための量子セキュアネットワークの構築に向かっている。多くの構築された量子セキュアネットワークにおいて、ポイントツーマルチポイント(PTMP)トポロジは特に量子アクセスネットワークにおいて最も一般的なスキームの1つである。しかし、秘密鍵レートの高いカスタムプロトコルがなく、ptmp方式の古典的な光学ネットワークと互換性があるため、多数のユーザを持つ高性能量子アクセスネットワークの効率的な方法はまだ存在しない。本稿では、高効率コヒーレントなPTMPプロトコルを新規に設計し、1つの送信機と複数の受信機間の独立秘密鍵生成を可能にする、受動光ネットワークに基づく高速16ノード量子アクセスネットワークの実験実験を行った。このような成果は、よく設計されたリアルタイムショットノイズ校正法、一連の高度なデジタル信号処理アルゴリズム、そして高い確率で柔軟な後処理戦略によるものである。最後に,実験結果から,送信機とユーザ間の平均秘密鍵レートは約2.086Mbpsであり,従来よりも2桁高いことがわかった。低コスト、優れた互換性、広い帯域幅の利点により、我々の研究は実用的なptmp量子アクセスネットワークを構築する方法を広げ、スケーラブルな量子セキュアネットワークに向けた重要なステップを構成しています。

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