論文の概要: Highly stable power control for chip-based continuous-variable quantum
key distribution system
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2403.04284v1
- Date: Thu, 7 Mar 2024 07:33:17 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-03-08 14:58:08.619789
- Title: Highly stable power control for chip-based continuous-variable quantum
key distribution system
- Title（参考訳）: チップベース連続可変量子鍵分布系の高安定電力制御
- Authors: Yiming Bian, Yang Li, Xuesong Xu, Tao Zhang, Yan Pan, Wei Huang, Song
Yu, Lei Zhang, Yichen Zhang and Bingjie Xu
- Abstract要約: 偏りのあるマッハ・ツェンダー干渉計構造に基づくチップベースの量子信号電力制御方式を提案する。
提案手法は秘密鍵レートの標準偏差を桁違いに抑えるシステム安定性を著しく向上させる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 14.255883320423985
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Quantum key distribution allows secret key generation with information
theoretical security. It can be realized with photonic integrated circuits to
benefit the tiny footprints and the large-scale manufacturing capacity.
Continuous-variable quantum key distribution is suitable for chip-based
integration due to its compatibility with mature optical communication devices.
However, the quantum signal power control compatible with the mature photonic
integration process faces difficulties on stability, which limits the system
performance and causes the overestimation of secret key rate that opens
practical security loopholes. Here, a highly stable chip-based quantum signal
power control scheme based on a biased Mach-Zehnder interferometer structure is
proposed, theoretically analyzed and experimentally implemented with standard
silicon photonic techniques. Simulations and experimental results show that the
proposed scheme significantly improves the system stability, where the standard
deviation of the secret key rate is suppressed by an order of magnitude
compared with the system using traditional designs, showing a promising and
practicable way to realize highly stable continuous-variable quantum key
distribution system on chip.
- Abstract（参考訳）: 量子鍵分布は情報理論セキュリティを備えた秘密鍵生成を可能にする。
フォトニック集積回路により、小さなフットプリントと大規模製造能力の恩恵を受けることができる。
連続可変量子鍵分布は、成熟した光通信デバイスとの互換性のため、チップベースの統合に適している。
しかし、成熟したフォトニック集積プロセスと互換性のある量子信号電力制御は、システムの性能を制限し、実用的なセキュリティホールを開く秘密鍵レートを過大評価する安定性に直面する。
ここでは, 偏光マッハ・ツェンダー干渉計構造に基づく高安定なチップベースの量子信号電力制御手法を提案し, 理論解析を行い, 標準シリコンフォトニクス技術を用いて実験的に実装した。
シミュレーションおよび実験結果から,提案手法は,従来の設計法に比べて秘密鍵レートの標準偏差を桁違いに抑えるシステム安定性を著しく向上させ,チップ上での高安定な連続可変量子鍵分布システムを実現するための有望かつ実践的な方法を示す。
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