論文の概要: A Quantum Key Distribution System for Mobile Platforms with Highly Indistinguishable States
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2411.19880v1
- Date: Fri, 29 Nov 2024 17:45:41 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2024-12-02 15:19:37.727247
- Title: A Quantum Key Distribution System for Mobile Platforms with Highly Indistinguishable States
- Title（参考訳）: 識別不能な状態をもつ移動体プラットフォームのための量子鍵配信システム
- Authors: Daniel Sanchez Rosales, Roderick D. Cochran, Samantha D. Isaac, Paul G. Kwiat, Daniel J. Gauthier,
- Abstract要約: 量子鍵分散(QKD)により、2人のユーザーが暗号化アプリケーションに対して証明可能なセキュアな鍵を交換できる。
ここでは,3状態BB84偏光を用いたデコイ状態プロトコルにおいて,量子状態の不明瞭さを計測する。
生成した量子状態の空間的・スペクトル的・時間的DOFを、空間フィルタ単モードファイバ、狭帯域スペクトルフィルタ、RC-LEDを駆動する電気パルスの調整可能なタイミングでほぼ区別可能とする。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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- Abstract: Quantum key distribution (QKD) allows two users to exchange a provably secure key for cryptographic applications. In prepare-and-measure QKD protocols, the states must be indistinguishable to prevent information leakage to an eavesdropper performing a side-channel attack. Here, we measure the indistinguishability of quantum states in a prepare-and-measure three-state BB84 polarization-based decoy state protocol using resonant-cavity light-emitting diodes (RC-LEDs) as the source in the transmitter. We make the spatial, spectral, and temporal DOF of the generated quantum states nearly indistinguishable using a spatial filter single-mode fiber, a narrow-band spectral filter, and adjustable timing of the electrical pulses driving the RC-LEDs, respectively. The sources have fully indistinguishable transverse spatial modes. The measured fractional mutual information between an assumed eavesdropper and the legitimate receiver is $2.39\times10^{-5}$ due to the spectral distinguishability and $4.31\times10^{-5}$ for the temporal distinguishability. The source is integrated into a full QKD system operating in a laboratory environment, where we achieve a raw key rate of 532 Kbits/s with an average quantum bit error rate of 1.83\%. The low system size, weight, and power make it suitable for mobile platforms such as uncrewed aerial vehicles (drones) or automobiles.
- Abstract（参考訳）: 量子鍵分散(QKD)により、2人のユーザーが暗号化アプリケーションに対して証明可能なセキュアな鍵を交換できる。
準備および測定QKDプロトコルでは、側チャネル攻撃を行う盗聴者への情報漏洩を防止するために、状態は識別不能でなければならない。
本稿では、共振共振器共振器共振器発光ダイオード(RC-LED)を送信機源として、3状態BB84偏光系デコイ状態プロトコルにおける量子状態の不明瞭性を測定する。
生成した量子状態の空間的、スペクトル的、時間的DOFを、空間フィルタ単モードファイバ、狭帯域スペクトルフィルタ、RC-LEDを駆動するパルスの調整可能なタイミングでほぼ区別可能とする。
ソースは、完全に区別できない横方向の空間モードを持つ。
推定された盗聴者と正当な受信者の間の測定された分数的相互情報は、スペクトル識別性のために$2.39\times10^{-5}$、時間区別性のために$4.31\times10^{-5}$である。
ソースは実験室環境で稼働する完全なQKDシステムに統合され、平均量子ビット誤り率 1.83 % で生のキーレート 532 Kbits/s を達成する。
システムサイズ、重量、パワーが低いため、無人航空機(ドローン)や自動車などの移動プラットフォームに適している。
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