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: 2025-04-15 16:51:05.150349
- 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
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- 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。
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