論文の概要: Long-distance free-space quantum key distribution with continuous variables
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2507.21546v1
- Date: Tue, 29 Jul 2025 07:21:24 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-08-06 15:49:51.413371
- Title: Long-distance free-space quantum key distribution with continuous variables
- Title（参考訳）: 連続変数を持つ長距離自由空間量子鍵分布
- Authors: Tianxiang Zhan, Huasheng Li, Peng Huang, Haoze Chen, Jiaqi Han, Zijing Wu, Hao Fang, Hanwen Yin, Zehao Zhou, Huiting Fu, Feiyu Ji, Piao Tan, Yingming Zhou, Xueqin Jiang, Tao Wang, Jincai Wu, Cheng Ye, Yajun Miao, Wei Qi, Guihua Zeng,
- Abstract要約: 連続可変量子キー分散(CVQKD)により、リモートユーザは、高レートで無条件でセキュアな秘密鍵を共有できる。
CVQKD実験は、屋内または短い屋外距離でしか実証されていない。
7kmの内陸と9.6kmの海洋大気圏で、初めて長距離自由空間量子鍵分布を実証した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 7.304370674075303
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Continuous-variable quantum key distribution (CVQKD) enables remote users to share high-rate and unconditionally secure secret keys while maintaining compatibility with classical optical communication networks and effective resistance against background noise. However, CVQKD experiments have only been demonstrated indoors or over short outdoor distances. Here, by developing channel-fluctuation-independent high-precision manipulation of continuous-variable quantum states, high-accuracy quantum signal acquisition and processing, and high-efficiency free-space acquisition, tracking, and pointing technology, we overcome the excess noise due to atmospheric effects especially in daylight without extra wavelength conversion and spectral filtering, and demonstrate for the first time long-distance free-space quantum key distribution over 7-km inland and 9.6-km maritime atmospheric channels with Gaussian-modulated coherent states. This achieved distribution distance of secure quantum secret keys is well beyond the atmosphere's effective thickness, offering a promising alternative for realizing satellite-based quantum cryptography communication in daylight. Moreover, given that the CVQKD system is naturally compatible with existing ground fiber telecommunication networks, it marks an essential step for realizing integrated air-ground quantum access networks with cross-domain applications.
- Abstract（参考訳）: CVQKD(Continuous-variable quantum key distribution)は、従来の光通信ネットワークとの互換性を維持し、バックグラウンドノイズに対する効果的な耐性を維持しながら、リモートユーザが高レートかつ無条件で秘密鍵を共有することを可能にする。
しかし、CVQKD実験は屋内または短い屋外距離でしか実証されていない。
ここでは、連続可変量子状態のチャネル変動非依存の高精度操作、高精度量子信号の取得・処理、高効率な自由空間取得・追跡・ポインティング技術により、特に高波長変換やスペクトルフィルタリングを伴わない日光における大気効果による余剰ノイズを克服し、ガウス変調コヒーレント状態を含む7kmおよび9.6kmの海中大気チャネルでの長距離自由空間量子鍵分布を初めて実証する。
このセキュアな量子秘密鍵の分布距離は大気の有効な厚さをはるかに超えており、衛星ベースの量子暗号通信を日光で実現するための有望な代替手段を提供する。
さらに,CVQKDシステムは既存の地上ファイバ通信ネットワークと自然に互換性があることを考えると,クロスドメインアプリケーションと統合された地上量子アクセスネットワークを実現するための重要なステップとなる。
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