論文の概要: High-rate quantum digital signatures network with integrated silicon photonics
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2407.07513v1
- Date: Wed, 10 Jul 2024 10:04:31 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-07-11 17:11:48.795068
- Title: High-rate quantum digital signatures network with integrated silicon photonics
- Title(参考訳): 集積シリコンフォトニクスを用いた高速量子デジタルシグネチャネットワーク
- Authors: Yongqiang Du, Bing-Hong Li, Xin Hua, Xiao-Yu Cao, Zhengeng Zhao, Feng Xie, Zhenrong Zhang, Hua-Lei Yin, Xi Xiao, Kejin Wei,
- Abstract要約: 量子デジタルシグネチャ(QDS)は、データの完全性、信頼性、非監査を保証するための情報理論的に安全なソリューションを提供する。
以前のQDSシステムは高価でかさばる光学機器を頼りにしており、大規模な展開と再構成可能なネットワーク構築を制限していた。
本研究は,チップベースのQDSの実現可能性を検証するとともに,大規模展開と既存のファイバインフラストラクチャとの統合を実現する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 23.161944594372198
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
- Abstract: The development of quantum networks is paramount towards practical and secure communications. Quantum digital signatures (QDS) offer an information-theoretically secure solution for ensuring data integrity, authenticity, and non-repudiation, rapidly growing from proof-of-concept to robust demonstrations. However, previous QDS systems relied on expensive and bulky optical equipment, limiting large-scale deployment and reconfigurable networking construction. Here, we introduce and verify a chip-based QDS network, placing the complicated and expensive measurement devices in the central relay while each user needs only a low-cost transmitter. We demonstrate the network with a three-node setup using an integrated encoder chip and decoder chip. By developing a 1-decoy-state one-time universal hash-QDS protocol, we achieve a maximum signature rate of 0.0414 times per second for a 1 Mbit file over fiber distances up to 200 km, surpassing all current state-of-the-art QDS experiments. This study validates the feasibility of chip-based QDS, paving the way for large-scale deployment and integration with existing fiber infrastructure.
- Abstract(参考訳): 量子ネットワークの発展は、実用的で安全な通信にとって最重要課題である。
量子デジタルシグネチャ(QDS)は、データの完全性、信頼性、非再考を保証するための情報理論的に安全なソリューションを提供する。
しかし、以前のQDSシステムは高価でかさばる光学機器に依存しており、大規模な配備と再構成可能なネットワーク構築を制限していた。
そこで我々は,チップベースのQDSネットワークを導入,検証し,複雑で高価な計測装置を中央リレーに配置する。
統合エンコーダチップとデコーダチップを用いた3ノード構成でネットワークを実証する。
1-decoy-state one-time universal hash-QDS プロトコルを開発することにより、1 Mbit ファイルが200 km までの距離で最大 0.0414 倍の署名率を達成し、現在最先端の QDS 実験を全て上回っている。
本研究は,チップベースのQDSの実現可能性を検証するとともに,大規模展開と既存のファイバインフラストラクチャとの統合を実現する。
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