論文の概要: Proof-of-principle experimental demonstration of quantum secure imaging based on quantum key distribution
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2410.01172v1
- Date: Wed, 2 Oct 2024 01:59:14 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-11-04 22:50:44.187544
- Title: Proof-of-principle experimental demonstration of quantum secure imaging based on quantum key distribution
- Title（参考訳）: 量子鍵分布に基づく量子セキュアイメージングの実証実験
- Authors: Yi-Bo Zhao, Wan-Li Zhang, Dong Wang, Xiao-Tian Song, Liang-Jiang Zhou, Chi-Biao Ding,
- Abstract要約: 量子鍵分布(QKD)の位相符号化と弱+真空デコイ状態BB84プロトコルに基づく量子セキュアイメージング(QSI)方式を提案する。
実験では、単一光子検出器(SPD)を用いて信号光子数を測定することにより、物体の画像を迅速かつ効率的に取得した。
我々のイメージングシステムは、1550nmの可視波長のレーザーを用いており、その強度は単一光子として低く、弱光像を実現でき、成層圏の光や空気の乱流に免疫するので、傍受妨害攻撃に対する量子セキュリティレーダーの選択肢として好まれる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 6.514809059861059
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We present a quantum secure imaging (QSI) scheme based on the phase encoding and weak + vacuum decoy-state BB84 protocol of quantum key distribution (QKD). It allows us to implement a computational ghost imaging (CGI) system with more simplified equipment and reconstructed algorithms by using a digital micro-mirror device (DMD) to preset the specific spatial distribution of the light intensity. What's more, the quantum bit error rate (QBER) and the secure key rate analytical functions of QKD are used to see through the intercept-resend jamming attacks and ensure the authenticity of the imaging information. In the experiment, we obtained the image of the object quickly and efficiently by measuring the signal photon counts with single-photon detector (SPD), and achieved a secure key rate of 571.0 bps and a secure QBER of 3.99%, which is well below the lower bound of QBER of 14.51$\%$. Besides, our imaging system uses a laser with invisible wavelength of 1550 nm, whose intensity is low as single-photon, that can realize weak-light imaging and is immune to the stray light or air turbulence, thus it will become a better choice for quantum security radar against intercept-resend jamming attacks.
- Abstract（参考訳）: 本稿では、量子鍵分布(QKD)の位相エンコーディングと弱+真空デコイ状態BB84プロトコルに基づく量子セキュアイメージング(QSI)方式を提案する。
これにより、デジタルマイクロミラー装置(DMD)を用いて光強度の特定の空間分布を予め設定することにより、より簡易な機器と再構成アルゴリズムを備えた計算ゴーストイメージング(CGI)システムを実現することができる。
さらに、QKDの量子ビット誤り率(QBER)とセキュアな鍵レート分析関数は、インターセプト-レスポンス・ジャミング攻撃を通じて、画像情報の信頼性を保証するために使用される。
実験では, 単一光子検出器(SPD)を用いて信号光子数を測定することにより, 高速かつ効率的に物体の画像を取得し, 571.0bps, 安全なQBERの3.99%を達成した。
さらに、我々のイメージングシステムは、1550nmの可視波長のレーザーを使用し、その強度は単光子として低く、弱光像を実現し、成層圏の光や空気の乱流に免疫するので、インターセプト・リセプション・ジャミング攻撃に対する量子セキュリティレーダの選択肢として好まれる。
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