論文の概要: Multi-photon QKD for Practical Quantum Networks

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2505.21726v1
• Date: Tue, 27 May 2025 20:13:58 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-05-29 17:35:50.269967
• Title: Multi-photon QKD for Practical Quantum Networks
• Title（参考訳）: 実用量子ネットワークのための多光子QKD
• Authors: Nitin Jha, Abhishek Parakh, Mahadevan Subramaniam,
• Abstract要約: 量子鍵分布(QKD)は、将来的にはあらゆる実用的な量子ネットワークの不可欠な部分になる可能性が高い。 単一光子エミッタとノイズの多い中間量子ハードウェアがないため、今日のネットワークで全てのQKDプロトコルが使用できるわけではない。 本稿では,従来のQKDプロトコルと3段階のQKDプロトコルを比較し,その効率を異なるネットワークトポロジと条件で比較する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Quantum key distribution (QKD) will most likely be an integral part of any practical quantum network in the future. However, not all QKD protocols can be used in today's networks because of the lack of single-photon emitters and noisy intermediate quantum hardware. Attenuated-photon transmission, typically used to simulate single-photon emitters, severely limits the achievable transmission distances and makes the integration of the QKD into existing classical networks, that use tens of thousands of photons per bit of transmission, difficult. Furthermore, it has been found that protocol performance varies with topology. In order to remove the reliance of QKD on single-photon emitters and increase transmission distances, it is worthwhile to explore QKD protocols that do not rely on single-photon transmissions for security, such as the 3-stage QKD protocol, which can tolerate multiple photons in each burst without information leakage. This paper compares and contrasts the 3-stage QKD protocol with conventional QKD protocols and its efficiency in different network topologies and conditions. Furthermore, we establish a mathematical relationship between achievable key rates to increase transmission distances in various topologies.
• Abstract（参考訳）: 量子鍵分布(QKD)は、将来的にはあらゆる実用的な量子ネットワークの不可欠な部分になる可能性が高い。 しかし、単一光子エミッタとノイズの多い中間量子ハードウェアがないため、今日のネットワークでは全てのQKDプロトコルが使用できるわけではない。 通常、単一光子放射体をシミュレートするために使用される減衰光子透過は、達成可能な伝送距離を著しく制限し、QKDを1ビット当たり数万光子を使用する既存の古典的ネットワークに統合することは困難である。 さらに,プロトコルの性能はトポロジによって異なることが判明した。 単一光子エミッタへのQKDの信頼性を排除し、伝送距離を増大させるため、情報漏洩なしに各バースト内の複数の光子を許容できる3段階QKDプロトコルなど、セキュリティのために単一光子伝送に依存しないQKDプロトコルを検討すべきである。 本稿では,従来のQKDプロトコルと3段階のQKDプロトコルを比較し,その効率を異なるネットワークトポロジと条件で比較する。 さらに,様々なトポロジにおける伝送距離を増やすために,達成可能なキーレート間の数学的関係を確立する。

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