論文の概要: Experimental demonstration of 4-state reference-frame-independent quantum key distribution over 200km
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2405.16518v1
- Date: Sun, 26 May 2024 11:02:42 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-05-28 20:49:07.150611
- Title: Experimental demonstration of 4-state reference-frame-independent quantum key distribution over 200km
- Title（参考訳）: 4状態参照フレーム非依存量子鍵分布の200km以上での実験的実証
- Authors: Ziran Xie, Zhiyu Tian, Shihai Sun,
- Abstract要約: 参照フレーム独立量子鍵分布(RFI-QKD)は、実用的な用途に特有の利点があるため、広く注目を集めている。
標準のBB84プロトコルと比較して、元の6状態のRFIプロトコルはアリスとボブによって操作されるより多くの量子状態を必要とする。
本稿では、4状態のRFIプロトコルを提案し、AliceとBobはそれぞれチャネル推定を行うために4つの量子状態しか必要としないことを示す。
- 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: Reference frame independent quantum key distribution (RFI-QKD) has gained widespread attention due to the unique advantage for practical application, as it circumvents the need for active reference frame alignment within the system. However, in comparison to the standard BB84 protocol, the original 6-state RFI protocol requires a greater number of quantum states to be operated by Alice and Bob, which is an aspect that merits optimization. In this work, we propose a 4-state RFI protocol and illustrate that Alice and Bob each require only four quantum states to perform channel estimation that remains independent of reference frame deviation, which can proficiently reduce the system complexity. Furthermore, through numerical simulations taking the finite-size key effect into consideration, we show that 4-state RFI protocol can achieve a secure key rate and transmission distance on par with the original 6-state RFI protocol. Finally, a experiment over 200 km is inplemented to conducted the feasibility of our scheme. We believe that our protocol can streamline the implementation of RFI-QKD and thereby contribute to the practical advancement of RFI-QKD.
- Abstract（参考訳）: 参照フレーム独立量子鍵分布(RFI-QKD)は、システム内のアクティブな参照フレームアライメントの必要性を回避するため、実用的な用途に特有の利点があるため、広く注目を集めている。
しかし、標準のBB84プロトコルと比較して、元の6状態のRFIプロトコルはアリスとボブによって操作されるより多くの量子状態を必要とする。
本研究では, 4 状態 RFI プロトコルを提案し,Alice と Bob はそれぞれ,参照フレームの偏差に依存しないチャネル推定を行うために, 4 つの量子状態しか必要としないことを示す。
さらに、有限サイズの鍵効果を考慮した数値シミュレーションにより、元の6状態RFIプロトコルと同等の安全な鍵レートと送信距離を実現できることを示す。
最後に,200km以上の実験を行い,本計画の実現可能性について検討した。
提案プロトコルは,RFI-QKDの実装の合理化に寄与し,RFI-QKDの実用化に寄与すると考えられる。
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