論文の概要: Optimizing the qudit dimensions of position-momentum entangled photons for QKD

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2505.00811v1
• Date: Thu, 01 May 2025 19:09:46 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-05-05 17:21:19.80501
• Title: Optimizing the qudit dimensions of position-momentum entangled photons for QKD
• Title（参考訳）: QKDのための位置モメンタム交絡光子のクディット次元の最適化
• Authors: Vikas S Bhat, Rounak Chatterjee, Kiran Bajar, Sushil Mujumdar,
• Abstract要約: そこで本稿では,BBM92の高次元変動の鍵レートを最大化する最適化手法を提案する。 位置モメンタムベースを用いて高次元キューディットを符号化し、完全にパッシブな光学装置で実現した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We propose an optimization scheme to maximize the secure key rate of a high-dimensional variant of BBM92. We use the position-momentum conjugate bases to encode the higher dimensional qudits, realised in a fully passive optical setup. The setup employs a single lens for the basis measurements and no lossy or slow elements. We optimize the qudit dimension for the protocol by maximizing the number of equiprobable sections (macropixels) of the detected beam while minimizing their overlap error. We show the enhanced key rate by discarding events from the ambiguous border pixels. Our strategy maximizes the overlap between the discarded regions from neighbouring macropixels, thereby globally minimizing the overall loss and error. We calculate the optimal dimension and the secure key rate for certain beam parameters. We experimentally show the feasibility of our scheme. This work paves the way for realistic implementations of high-dimensional device-independent quantum key distribution with enhanced bitrates.
• Abstract（参考訳）: そこで本稿では,BBM92の高次元変動の鍵レートを最大化する最適化手法を提案する。 位置モメンタム共役基底を用いて高次元キューディットを符号化し、完全な受動光学装置で実現した。 このセットアップでは、ベース測定に単一レンズを使用し、損失や遅い要素は発生しない。 検出されたビームの等質区間(マクロピクセル)の数を最大化し、重なり誤差を最小化することにより、プロトコルのキューディット次元を最適化する。 曖昧な境界画素からイベントを破棄することでキーレートが向上することを示す。 我々の戦略は、近隣のマクロピクセルから捨てられた領域間の重なり合いを最大化し、全体の損失とエラーを世界規模で最小化する。 ビームパラメータの最適次元とセキュア鍵レートを計算する。 提案手法の有効性を実験的に示す。 この研究は、拡張ビットレートを用いた高次元デバイス非依存量子鍵分布の現実的な実装の道を開くものである。

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