Fugu-MT 論文翻訳(概要): Integrated high-performance error correction for continuous-variable quantum key distribution

論文の概要: Integrated high-performance error correction for continuous-variable quantum key distribution

arxiv url: http://arxiv.org/abs/2407.16432v1
Date: Tue, 23 Jul 2024 12:30:46 GMT
ステータス: 処理完了
システム内更新日: 2024-07-24 17:16:18.463810
Title: Integrated high-performance error correction for continuous-variable quantum key distribution
Title（参考訳）: 連続可変量子鍵分布に対する統合的高速誤差補正
Authors: Chuang Zhou, Yang Li, Li Ma, Jie Yang, Wei Huang, Ao Sun, Heng Wang, Yujie Luo, Yong Li, Ziyang Chen, Francis C. M. Lau, Yichen Zhang, Song Yu, Hong Guo, Bingjie Xu,
Abstract要約: 低信号対雑音比 (SNR) 下での高スループット, 低フレーム誤り率 (FER) と高整合効率を備えた統合誤差補正方式を提案する。限定精度の2段階誤り訂正法を提案し,商用FPGA上で実験的に検証した。最先端結果と比較すると、FER0.1の誤差補正スループットは1桁以上の精度で向上できる。記録破りの結果は、大都市圏の量子セキュアネットワークにおいて、高速統合CV-QKDシステムの大規模展開の道を開くものである。
参考スコア（独自算出の注目度）: 23.485505158582775
License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
Abstract: An integrated error-correction scheme with high throughput, low frame errors rate (FER) and high reconciliation efficiency under low signal to noise ratio (SNR) is one of the major bottlenecks to realize high-performance and low-cost continuous variable quantum key distribution (CV-QKD). To solve this long-standing problem, a novel two-stage error correction method with limited precision that is suitable for integration given limited on-chip hardware resource while maintaining excellent decoding performance is proposed, and experimentally verified on a commercial FPGA. Compared to state-of-art results, the error-correction throughput can be improved more than one order of magnitude given FER<0.1 based on the proposed method, where 544.03 Mbps and 393.33 Mbps real-time error correction is achieved for typical 0.2 and 0.1 code rate, respectively. Besides, compared with traditional decoding method, the secure key rate (SKR) for CV-QKD under composable security framework can be improved by 140.09% and 122.03% by using the proposed two-stage decoding method for codes rate 0.2 and 0.1, which can support 32.70 Mbps and 5.66 Mbps real-time SKR under typical transmission distances of 25 km and 50 km, correspondingly. The record-breaking results paves the way for large-scale deployment of high-rate integrated CV-QKD systems in metropolitan quantum secure network.
Abstract（参考訳）: 高スループット、低フレーム誤り率(FER)、低信号対雑音比(SNR)下での高整合効率を備えた統合誤り訂正方式は、高性能で低コストな連続可変量子鍵分布(CV-QKD)を実現する主要なボトルネックの1つである。この長年の課題を解決するため、オンチップのハードウェアリソースに制限のある統合に適した精度の2段階誤り訂正法を提案し、商用FPGAで実験的に検証した。提案手法では, 誤り訂正スループットを1桁以上向上させることができ, 544.03 Mbps と 393.33 Mbps のリアルタイム誤り訂正を 0.2 と 0.1 の符号レートで行うことができる。さらに、従来の復号法と比較して、25kmと50kmの典型的な伝送距離で32.70 Mbpsと5.66 MbpsのリアルタイムSKRをサポートする符号レート0.2と0.1の2段復号法を用いて、CV-QKDのセキュリティキーレート(SKR)を140.09%、122.03%向上させることができる。記録破りの結果は、大都市圏の量子セキュアネットワークにおいて、高速統合CV-QKDシステムの大規模展開の道を開くものである。

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