論文の概要: Time-bin encoding quantum key distribution in free-space horizontal links during nighttime and daytime
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2501.08891v1
- Date: Wed, 15 Jan 2025 16:01:58 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-01-16 15:52:10.830880
- Title: Time-bin encoding quantum key distribution in free-space horizontal links during nighttime and daytime
- Title（参考訳）: 夜間及び昼間における自由空間水平リンクにおける時間ビン符号化量子鍵分布
- Authors: Sebastiano Cocchi, Domenico Ribezzo, Giulia Guarda, Pietro Centorrino, Tommaso Occhipinti, Alessandro Zavatta, Davide Bacco,
- Abstract要約: 水平乱流自由空間チャネルを介してCバンドで動作する時間ビン符号化QKDプロトコルの実現可能性を示す。
その結果、自由空間とファイバベースインフラストラクチャ間の相互運用性のさらなる探求が促進された。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 36.136619420474766
- License:
- Abstract: Free-space quantum key distribution (QKD) represents a groundbreaking advancement in secure communication, enabling secure key exchange over vast distances and offering robust encryption for the future quantum internet. However, the compatibility between fiber and free-space infrastructures continues to pose challenges for QKD protocols. Indeed, free-space and fiber-based networks commonly use different wavelengths and qubits encoding schemes. On the one hand, free-space QKD typically exploits visible light for its beneficial beam divergence compared to longer wavelengths, and polarization encoding for its robustness against turbulence. On the other hand, fiber-based QKD employs infrared light, particularly the C-band, because it shows the minimum losses with silica fibers, and time-bin encoding, due to polarization instability in optical fibers. In our study, we demonstrate the viability of a time-bin encoded QKD protocol operating in the C-band through horizontal turbulent free-space channels. We test the setup into a 50 m and a 500 m long links, achieving an average secure key rate of, respectively, 793 kbps and 40 kbps over several hours of measurements. The results encourage further exploration of the interoperability between free-space and fiber-based infrastructures, opening new possibilities for connecting terminal users with satellites in hybrid infrastructures.
- Abstract（参考訳）: 自由空間量子鍵分散(英語版)(QKD)は、セキュアな通信における画期的な進歩であり、広範囲にわたる安全な鍵交換を可能にし、将来の量子インターネットのための堅牢な暗号化を提供する。
しかし、ファイバーと自由空間のインフラとの互換性は、QKDプロトコルに課題を呈し続けている。
実際、自由空間とファイバーベースのネットワークは一般的に異なる波長と量子ビット符号化方式を用いる。
一方、自由空間QKDは、長波長の光の拡散に対して可視光を利用するのが一般的である。
一方、ファイバベースのQKDは、光ファイバの偏光不安定性により、シリカ繊維の損失が最小となるため、赤外線、特にCバンドを用いる。
本研究では,水平乱流自由空間チャネルを介してCバンドで動作するタイムビン符号化QKDプロトコルの実現可能性を示す。
設定を50m, 長さ500mのリンクでテストし, 平均キーレートは793kbps, 40kbpsであった。
この結果は、自由空間とファイバベースのインフラ間の相互運用性のさらなる探求を奨励し、ハイブリッドインフラにおける端末ユーザーと衛星を接続する新たな可能性を開く。
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