論文の概要: A time-to-digital converter with steady calibration through single-photon detection

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2406.01293v1
• Date: Mon, 3 Jun 2024 13:03:59 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-06-05 23:09:15.626045
• Title: A time-to-digital converter with steady calibration through single-photon detection
• Title（参考訳）: 単光子検出による安定したキャリブレーションを有する時間-デジタル変換器
• Authors: Matías Rubén Bolaños Wagner, Daniele Vogrig, Paolo Villoresi, Giuseppe Vallone, Andrea Stanco,
• Abstract要約: タイム・トゥ・デジタル・コンバータ(TDC)は幅広い分野、特に量子通信において重要なツールである。 ここではFPGAベースで27psの残留ジッタを示すTDCの設計と実演について述べる。 量子鍵分布(Quantum Key Distribution, QKD)の応用は、データ取得を止めたり、いかなる方法を使う必要もない単一光子検出の活用に基づく一意の校正法で議論される。
• 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: Time-to-Digital Converters (TDCs) are a crucial tool in a wide array of fields, in particular for quantum communication, where time taggers performance can severely affect the quality of the entire application. Nowadays, FPGA-based TDCs present a viable alternative to ASIC ones, once the nonlinear behaviour due to the intrinsic nature of the device is properly mitigated. To compensate said nonlinearities, a calibration procedure is required, usually based on an interpolation methods. Here we present the design and the demonstration of a TDC that is FPGA-based and showing a residual jitter of 27 ps, that is scalable for multichannel operation. The application in Quantum Key Distribution (QKD) is discussed with a unique calibration method based on the exploitation of single-photon detection that does not require to stop the data acquisition or to use any interpolation methods, thus increasing accuracy and removing data loss. The calibration was tested in a relevant environment, investigating the device behaviour between 5{\deg}C and 80{\deg}C. Moreover, our design is capable of continuously streaming up to 12 Mevents/s for up to ~1 week without the TDC overflowing.
• Abstract（参考訳）: タイム・トゥ・デジタル・コンバータ(TDC)は幅広い分野、特に量子通信において重要なツールである。 近年,FPGA ベースの TDC は ASIC の代替として有効なものとなっている。 それらの非線形性を補うためには、通常補間法に基づく校正手順が必要である。 ここではFPGAベースで27psの残留ジッタを示すTDCの設計と実演について述べる。 量子鍵分布(Quantum Key Distribution, QKD)の応用は、データ取得の停止や補間方法の使用を必要としない単一光子検出の活用に基づくユニークなキャリブレーション法により議論され、精度が向上し、データ損失が除去される。 キャリブレーションは, 5{\deg}Cと80{\deg}Cの間の装置挙動を調べた。 さらに,TDCオーバーフローを伴わずに,12Mevents/sまで最大1週間連続的にストリーミングすることが可能である。

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