論文の概要: Automated Polarization Basis Adjustment and Security Monitoring in Quantum Communication via Coincidence Entropies
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2505.24071v1
- Date: Thu, 29 May 2025 23:28:13 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-06-02 19:47:52.702904
- Title: Automated Polarization Basis Adjustment and Security Monitoring in Quantum Communication via Coincidence Entropies
- Title（参考訳）: Coincidence Entropiesによる量子通信における自動分極基底調整とセキュリティモニタリング
- Authors: Tomáš Novák, Carlos Guerra-Yánez, Matěj Holubička, Josef Vojtěch, Josef Blažej,
- Abstract要約: 単一光子に対する偏光感度受信機は、量子通信や量子センシングの分野における様々な応用において重要である。
偏光絡み状態の同時測定のみに依存する全繊維検出装置における複屈折補償法を提案する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
- Abstract: Polarization-sensitive receivers for single photons are of crucial importance in various applications within the fields of quantum communication and quantum sensing, and are more commonly implemented in free-space optics rather than in optical fibers. This is primarily due to the unpredictable and varying birefringence in single-mode optical fibers. We present a method for birefringence compensation in an all-fiber detection setup that relies solely on coincidence measurements of a polarization-entangled state, or known correlations in a prepare-and-measure scenario. We define coincidence entropies as functions of the measured coincidence counts. These quantify the randomness of measurement outcomes, remain independent of the transmitted Bell state, and serve as indicators of the degree of entanglement. By leveraging coincidence entropy as a cost function in a gradient descent algorithm, we are able to align the polarization bases between two distinct polarization-sensitive receivers. Additionally, coincidence entropies can be employed to monitor the quality of entanglement transmission, thereby enhancing the system's ability to detect potential eavesdropping attempts, such as intercept-resend quantum attacks.
- Abstract（参考訳）: 単一光子に対する偏光感度受信は、量子通信や量子センシングの分野における様々な応用において重要であり、光ファイバーよりも自由空間光学においてより一般的に実装されている。
これは主に単モード光ファイバにおける予測不可能で様々な複屈折によるものである。
本稿では、偏光絡み状態の同時測定や、準備・測定シナリオにおける既知の相関にのみ依存する全繊維検出装置における複屈折補償法を提案する。
一致エントロピーを測定値の関数として定義する。
これらは測定結果のランダム性を定量化し、ベル状態とは独立であり、絡み合いの度合いの指標として機能する。
勾配降下アルゴリズムのコスト関数として偶然エントロピーを利用することにより、2つの異なる偏光感度受信器間で偏光基底を整列させることができる。
さらに、偶然のエントロピーを用いて絡み合いの伝達の質をモニターし、インターセプト・リセインド・量子攻撃のような盗聴の試みを検知するシステムの能力を高めることができる。
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