論文の概要: Quantum Communication Multiplexing in LP-modes Enabled by Photonic Lanterns

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2502.12865v1
• Date: Tue, 18 Feb 2025 13:52:33 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-02-19 14:06:39.498793
• Title: Quantum Communication Multiplexing in LP-modes Enabled by Photonic Lanterns
• Title（参考訳）: フォトニックランタンによるLPモードの量子通信多重化
• Authors: I. Beraza, M. Zahidy, R. Mueller, N. M. Mathew, L. Grüner-Nielsen, L. S. Rishøj, L. K. Oxenløwe, M. Galili,
• Abstract要約: 本研究は,光子ランタンを用いたLPモード多重化を用いたファイバベース量子鍵分布(QKD)システムを示す。 24km5dB損失ファイバリンク上でのSKRは2.34Mbpsであった。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License:
• Abstract: The non-cloning theorem of quantum states provides security, but also limits the Secret Key Rate (SKR) for Quantum Key Distribution (QKD) implementations. Multiplexing is a widely used technique to enhance data rates in classical communication systems and can also increase the SKR in QKD systems. Using linearly polarized (LP) modes is an attractive solution as it is compatible with simple fiber designs. This work demonstrates a fiber-based QKD system employing LP mode multiplexing with a photonic lantern to convert the fundamental mode ($LP_{01}$) in separate fibers into higher-order modes ($LP_{11}$) in a single few-mode fiber. The performance of the system is sensitive to polarization dependence, mode alignment, and environmental crosstalk, which requires precise polarization control to minimize Quantum Bit Error Rate (QBER). We report a SKR of 2.34 Mbps over a 24 km 5dB loss fiber link.
• Abstract（参考訳）: 量子状態の非閉鎖定理はセキュリティを提供するが、量子鍵分配(QKD)実装の秘密鍵レート(SKR)も制限する。 多重化は、古典的通信システムにおけるデータレートを向上させるために広く用いられている手法であり、QKDシステムにおけるSKRも向上することができる。 線形偏極(LP)モードを使うことは、単純なファイバー設計と互換性があるため、魅力的な解決策である。 この研究は、光子ランタンを用いたLPモード多重化を用いたファイバベースQKDシステムを用いて、異なるファイバの基本モード(LP_{01}$)を単一の数モードファイバで高次モード(LP_{11}$)に変換することを示した。 システムの性能は、分極依存性、モードアライメント、環境クロストークに敏感であり、量子ビット誤差率(QBER)を最小化するために正確な分極制御を必要とする。 24km5dB損失ファイバリンク上でのSKRは2.34Mbpsであった。

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