論文の概要: Chip-Based 16 GBaud Continuous-Variable Quantum Key Distribution
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2504.09308v1
- Date: Sat, 12 Apr 2025 18:55:52 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-04-23 08:19:16.302985
- Title: Chip-Based 16 GBaud Continuous-Variable Quantum Key Distribution
- Title（参考訳）: チップベース16GBaud連続可変量子鍵分布
- Authors: Adnan A. E. Hajomer, Axl Bomhals, CÉdric Bruynsteen, Aboobackkar Sidhique, Ivan Derkach, Ulrik L. Andersen, Xin Yin, Tobias Gehring,
- Abstract要約: 16GBaud という古典的通信シンボルレートで動作させる完全フォトニック集積型連続可変QKD (CVQKD) システムを実証した。
提案システムは,20kmのファイバリンク上で0.289Gb/s,0.246Gb/sに到達した。
これらの結果は、記録的な鍵レートを確立し、スケーラブルで費用対効果があり、大量デプロイ可能な量子セキュア通信に向けた重要なステップを示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Quantum key distribution (QKD) stands as the most successful application of quantum information science, providing information-theoretic security for key exchange. While it has evolved from proof-of-concept experiments to commercial products, widespread adoption requires chip-based integration to reduce costs, enable mass production, facilitate miniaturization, and enhance system performance. Here, we demonstrate the first fully photonic-integrated continuous-variable QKD (CVQKD) system operating at a classical telecom symbol rate of 16 GBaud. Our system integrates a silicon photonic transmitter circuit (excluding the laser source) and a 20 GHz photonic-electronic receiver, which features a phase-diverse silicon photonic integrated circuit and custom-designed GaAs pHEMT transimpedance amplifiers. Advanced digital signal processing allows our system to achieve the highest reported secure key rate to date, reaching 0.289 Gb/s and 0.246 Gb/s over a 20 km fiber link in the asymptotic and finite-size regimes, respectively. These results establish a record key rate and represent a critical step toward scalable, cost-effective, and mass-deployable quantum-secure communication using photonic-integrated CVQKD systems.
- Abstract（参考訳）: 量子鍵分布(QKD)は、量子情報科学の最も成功した応用であり、鍵交換のための情報理論のセキュリティを提供する。
概念実証実験から商用製品へと進化してきたが、コスト削減、大量生産の実現、小型化の促進、システム性能の向上など、チップベースの統合が広く採用されている。
そこで本研究では,古典的通信シンボルレート16GBaudで動作させる,完全フォトニック集積型連続可変QKD(CVQKD)システムについて紹介する。
本システムでは、シリコンフォトニック送信回路(レーザ源を除く)と20GHzの光ニック電子受信回路を統合し、位相差シリコンフォトニック集積回路とカスタム設計のGaAs pHEMTトランスインピーダンス増幅器を備える。
最新のディジタル信号処理により, 近交系および有限サイズ系において, 20 km のファイバリンク上で 0.289 Gb/s と 0.246 Gb/s に達した。
これらの結果は、記録的なキーレートを確立し、フォトニック集積CVQKDシステムを用いたスケーラブルで費用対効果が高く、大量展開可能な量子セキュア通信に向けた重要なステップを示す。
関連論文リスト
- Gigabit-rate Quantum Key Distribution on Integrated Photonic Chips [17.76925769483522]
量子鍵分布(QKD)は、量子力学の法則によって保証される情報理論のセキュリティを提供する。
偏光多重化を伴う大都市圏距離10kmにおける秘密鍵レート1.213Gbit/秒を実現する集積シリコンフォトニクスベースのQKDシステムについて報告する。
論文 参考訳（メタデータ） (2025-04-11T06:57:16Z) - Continuous-variable quantum key distribution over 28.6 km fiber with an
integrated silicon photonic receiver chip [16.15983610491357]
連続可変量子鍵分布はフォトニック積分の魅力的なアプローチである。
本稿では,集積シリコンフォトニック受信チップを用いた実局所発振器量子鍵分布システムの実装について報告する。
1.5GHzまでの帯域幅と7.42dBまでのクリアランスを持つよく設計されたチップベースのホモダイン検出器のおかげで、システムの送信距離は28.6kmに拡張され、Mbpsレベルの秘密鍵発生速度が達成された。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-02-16T02:31:42Z) - Experimental demonstration of Continuous-Variable Quantum Key
Distribution with a silicon photonics integrated receiver [0.0]
量子鍵分布(QKD)は量子暗号分野における顕著な応用である。
平衡検出が可能なシリコンPICを用いたCV-QKD受信機を提案する。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-11-07T13:27:47Z) - Quantum Key Distribution With an Integrated Photonic Receiver [41.94295877935867]
フォトニック集積回路(PIC)はセキュア通信のための量子技術の進歩の鍵である。
我々は,デコイ状態法を用いて3状態のBB84プロトコルを実装し,量子通信を強化する。
最も顕著な結果の1つは、記録破りの45dBチャネル減衰に対する秘密鍵の抽出である。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-10-25T15:19:19Z) - Continuous-Variable Quantum Key Distribution at 10 GBaud using an
Integrated Photonic-Electronic Receiver [0.5417521241272645]
低コストで大量生産できるフォトニックおよび電子集積回路は、次世代QKDシステムの大規模展開の鍵を握る。
集積光電子受信機を用いた連続可変(CV)QKDシステムを提案する。
QKDシステムは10GBaudという古典的な通信シンボルレートで動作し、高い秘密鍵レートは5kmで0.7Gb/s、0.3Gb/sで10kmで発生する。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-05-31T08:17:09Z) - Quantum Key Distribution Using a Quantum Emitter in Hexagonal Boron
Nitride [48.97025221755422]
六方晶窒化ホウ素中の明るい単一光子源を用いた室温, 離散可変量子鍵分布系を実証した。
我々は100万ビットの鍵を生成し、約70,000ビットの秘密鍵を6%の量子ビット誤り率で証明した。
本研究は,hBN欠陥で実現した有限鍵BB84QKDシステムの最初の証明である。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-02-13T09:38:51Z) - An integrated microwave-to-optics interface for scalable quantum
computing [47.187609203210705]
シリコンフォトニックキャビティに結合した超伝導共振器を用いた集積トランスデューサの新しい設計法を提案する。
上記の条件をすべて同時に実現するためのユニークな性能とポテンシャルを実験的に実証する。
デバイスは50オーム伝送ラインに直接接続し、単一のチップ上で多数のトランスデューサに容易にスケールできる。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-10-27T18:05:01Z) - Efficient room-temperature molecular single-photon sources for quantum
key distribution [51.56795970800138]
量子鍵分散(QKD)は、情報理論の安全な方法で複数のユーザ間で暗号鍵を分配することを可能にする。
室温で動作し、785nmで発光する分子ベースの単一光子源を利用した概念QKDシステムを紹介し,実証する。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-02-25T11:52:10Z) - Towards fully-fledged quantum and classical communication over deployed
fiber with up-conversion module [47.187609203210705]
本稿では,古典光とQKD信号の共伝搬のためのアップコンバージョン支援受信機に基づく新しい手法を提案し,実証する。
提案手法は,従来の受信機に比べて高い耐雑音性を示し,従来の4dB高電力条件下での秘密鍵の分配を可能にする。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-06-09T13:52:27Z) - Hybrid quantum photonics based on artificial atoms placed inside one
hole of a photonic crystal cavity [47.187609203210705]
一次元で自由なSi$_3$N$_4$ベースのフォトニック結晶キャビティ内にSiV$-$含ナノダイアモンドを含むハイブリッド量子フォトニクスを示す。
結果として生じる光子フラックスは、自由空間に比べて14倍以上増加する。
結果は、ナノダイアモンドのSiV$-$-中心を持つハイブリッド量子フォトニクスに基づいて量子ネットワークノードを実現するための重要なステップである。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-12-21T17:22:25Z)
関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。
指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。