論文の概要: Coherent Quantum Communications Across National Scale Telecommunication Infrastructure
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2405.11990v1
- Date: Mon, 20 May 2024 12:52:06 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-05-21 13:14:56.738022
- Title: Coherent Quantum Communications Across National Scale Telecommunication Infrastructure
- Title（参考訳）: 全国規模の電気通信インフラにおけるコヒーレント量子通信
- Authors: Mirko Pittaluga, Yuen San Lo, Adam Brzosko, Robert I. Woodward, Matthew S. Winnel, Thomas Roger, James F. Dynes, Kim A. Owen, Sergio Juarez, Piotr Rydlichowski, Domenico Vicinanza, Guy Roberts, Andrew J. Shields,
- Abstract要約: コヒーレント量子通信はノード間の光コヒーレンスを必要とし、通常は単一光子干渉を伴う。
本研究では,コヒーレント量子通信を支えるアーキテクチャと技術に対する革新的なアプローチを紹介する。
ツインフィールド量子鍵分配プロトコルを用いて, 110bit/sで254km以上の暗号鍵分布を実現する。
- 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 communications harness quantum phenomena like superposition and entanglement to enhance information transfer between remote nodes. Coherent quantum communications, essential for phase-based quantum internet architecture, require optical coherence among nodes and typically involve single-photon interference. Challenges like preserving optical coherence and integrating advanced single-photon detectors have impeded their deployment in existing telecommunication networks. This study introduces innovative approaches to the architecture and techniques supporting coherent quantum communications, marking their first successful integration within a commercial telecom infrastructure between Frankfurt and Kehl, Germany. Employing the Twin Field Quantum Key Distribution protocol, we achieved encryption key distribution at 110 bit/s over 254 km. This system features measurement-device-independent properties and non-cryogenically cooled detectors, and represents the first effective quantum repeater implementation on telecom infrastructure, the longest practical quantum key distribution deployment to date, and validates the feasibility of a phase-based quantum internet architecture.
- Abstract（参考訳）: 量子通信は、重畳や絡み合いのような量子現象を利用して、リモートノード間の情報伝達を強化する。
位相ベースの量子インターネットアーキテクチャに不可欠なコヒーレント量子通信は、ノード間の光コヒーレンスを必要とし、通常は単一光子干渉を伴う。
光コヒーレンス保存や高度な単一光子検出器の統合といった課題は、既存の通信ネットワークへの展開を妨げている。
本研究は、フランクフルトとケールの間の商用通信インフラにおける最初の成功例となる、コヒーレント量子通信を支えるアーキテクチャと技術に対する革新的なアプローチを紹介する。
ツインフィールド量子鍵分配プロトコルを用いて, 110bit/sの暗号鍵分布を254km以上で達成した。
本システムは、測定デバイス非依存特性と非低温冷却検出器を備え、通信インフラにおける最初の効果的な量子リピータ実装であり、これまでで最長の実用的な量子鍵配置であり、位相ベースの量子インターネットアーキテクチャの実現可能性を検証する。
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