論文の概要: Rate-adaptive Reconciliation for Experimental Continuous-variable Quantum Key Distribution with Discrete Modulation over a Free-space Optical Link
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2408.12522v1
- Date: Thu, 22 Aug 2024 16:25:02 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-08-23 13:12:21.485744
- Title: Rate-adaptive Reconciliation for Experimental Continuous-variable Quantum Key Distribution with Discrete Modulation over a Free-space Optical Link
- Title（参考訳）: 自由空間光リンク上の離散変調による連続可変量子鍵分布の速度適応化
- Authors: Kadir Gümüş, João dos Reis Frazão, Vincent van Vliet, Sjoerd van der Heide, Menno van den Hout, Gabriele Liga, Yunus Can Gültekin, Aaron Albores-Mejia, Thomas Bradley, Alex Alvarado, Chigo Okonkwo,
- Abstract要約: キーを安全に交換する手法として,連続可変量子鍵分布(CV-QKD)が提案されている。
自由空間光(FSO)チャネルはCV-QKDにとって興味深いチャネルであり、無線で鍵を共有できる。
しかし、乱流によって引き起こされるフェーディングは、システムの性能を低下させる可能性がある。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.0593411359191744
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Continuous-variable quantum key distribution (CV-QKD) has been proposed as a method for securely exchanging keys to protect against the security concerns caused by potential advancements in quantum computing. In addition to optical fiber transmission, free-space optical (FSO) channel is an interesting channel for CV-QKD, as it is possible to share keys over this channel wirelessly. The instability of the FSO channel caused by turbulence-induced fading, however, can cause a degradation in the system's performance. One of the most important aspects of CV-QKD is the reconciliation step, which significantly impacts the performance of the CV-QKD system. Hence, rate-adaptive reconciliation is necessary for CV-QKD over FSO to combat the fluctuations in the channel and improve secret key rates (SKRs). Therefore, in this paper, we simulate the impact of discrete modulation on the reconciliation efficiency and consider the use of $d$-dimensional reconciliation with $d > 8$ to mitigate this impact, improving reconciliation efficiencies by up to 3.4%. We validate our results by experimentally demonstrating CV-QKD over a turbulent FSO link and demonstrate SKR gains by up to 165%. Furthermore, we optimise the reconciliation efficiency for FSO links, achieving additional SKR gains of up to 7.6%.
- Abstract（参考訳）: 連続可変量子鍵分布(CV-QKD)は、量子コンピューティングの潜在的な進歩によるセキュリティ上の懸念からキーを安全に交換する方法として提案されている。
光ファイバー伝送に加えて、自由空間光(FSO)チャネルはCV-QKDにとって興味深いチャネルであり、無線で鍵を共有できる。
しかし、乱流によって引き起こされるフェースチャネルの不安定さは、システムの性能を低下させる可能性がある。
CV-QKDの最も重要な側面の1つは和解段階であり、CV-QKDシステムの性能に大きな影響を及ぼす。
したがって、CV-QKD がチャネル内の変動に対処し、秘密鍵レート(SKR)を改善するためには、FSO 上でのレート適応調整が必要である。
そこで本研究では,離散変調が和解効率に与える影響をシミュレートし,$d > 8$による$d$次元和解を考慮し,この影響を緩和し,和解効率を最大3.4%向上させる。
乱流FSOリンク上でCV-QKDを実験的に実証し,SKRが最大165%向上することを示した。
さらに、FSOリンクの調整効率を最適化し、最大7.6%のSKRゲインを達成する。
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