論文の概要: Rotational-invariant quantum key distribution based on a quantum dot source
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2506.23172v1
- Date: Sun, 29 Jun 2025 10:13:38 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-07-01 21:27:53.756188
- Title: Rotational-invariant quantum key distribution based on a quantum dot source
- Title（参考訳）: 量子ドット源に基づく回転不変量子鍵分布
- Authors: Paolo Barigelli, Francesco Sirovich, Gonzalo Carvacho, Fabio Sciarrino,
- Abstract要約: 単一光子量子エミッタは、非常にオンデマンドな光子放出、ほぼ単単位の識別不可能、低光子発生を提供する。
本研究は,オンデマンドQKDプロトコルにおける回転不変ハイブリッド状態の利用に向けての有効な方向を示唆する。
- 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) is a cutting-edge field that leverages the principles of quantum mechanics to enable secure communication between parties involved. Single-photon quantum emitters offer remarkable on-demand photon emission, near-unitary indistinguishability, and low multiphoton generation, thereby enhancing the performance of QKD protocols. Standard approaches in which the polarization degree-of-freedom is exploited are limited by the precise alignment between the communicating parties. To overcome this obstacle, the Orbital Angular Momentum (OAM) of light represents a suitable candidate for encoding the information, as it allows the implementation of rotational-invariant photonic states that remove the need for a fixed physical reference frame between the communicating parties. Here, we report the implementation of an on-demand, rotational-invariant BB84-QKD protocol achieved by exploiting a bright quantum dot source, active time-to-spatial demultiplexing, and Q-plate devices with a space-variant pattern to encode hybrid photonic states. Our findings suggest a viable direction for the use of rotational-invariant hybrid states in on-demand QKD protocols, potentially enhancing security and robustness in complex operational scenarios.
- Abstract（参考訳）: 量子鍵分布(Quantum Key Distribution, QKD)は、量子力学の原理を利用して、関係者間のセキュアな通信を可能にする最先端の分野である。
単一光子量子エミッタは、非常にオンデマンドな光子放出、ほぼ単単位の識別性、低光子発生を提供し、QKDプロトコルの性能を向上させる。
偏極度を悪用する標準的なアプローチは、通信相手間の正確なアライメントによって制限される。
この障害を克服するために、光の軌道角運動量(OAM)は、通信相手間の固定された物理参照フレームの必要性を取り除く回転不変フォトニック状態の実装を可能にするため、情報を符号化するための適切な候補である。
本稿では,空間変動パターンを持つ明るい量子ドット源,アクティブな時間-空間分割,Qプレートデバイスを利用して,ハイブリッドフォトニック状態を符号化することで実現した,オンデマンドで回転不変なBB84-QKDプロトコルの実装について報告する。
以上の結果から,オンデマンドQKDプロトコルにおける回転不変ハイブリッド状態の利用は,複雑な運用シナリオにおけるセキュリティと堅牢性の向上につながる可能性が示唆された。
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