論文の概要: Robust and cost-effective quantum network using Kramers-Kronig receiver

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2509.06711v1
• Date: Mon, 08 Sep 2025 14:05:40 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-09-09 14:07:04.180046
• Title: Robust and cost-effective quantum network using Kramers-Kronig receiver
• Title（参考訳）: Kramers-Kronig受信機を用いたロバストで費用対効果の高い量子ネットワーク
• Authors: Xu Liu, Tao Wang, Junpeng Zhang, Yankai Xu, Yuehan Xu, Lang Li, Peng Huang, Guihua Zeng,
• Abstract要約: 我々はKramers-Kronig受信機を用いた堅牢で費用対効果の高い量子ネットワークを提案する。 我々は,1つの光検出器のみを用いて,アクセスネットワークの範囲内55kbit/sの秘密鍵レートを達成可能であることを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 8.183345912771232
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: The quantum internet holds the potential to facilitate applications that are fundamentally inaccessible to the classical internet. Among its most prominent applications is quantum key distribution (QKD) networks, which connect two distant nodes to establish a secure key based on the principles of quantum mechanics. However, the subsequent extensive reliance on interferences in existing QKD protocols leads to the weak robustness of the system and the corresponding network. In this work, we propose a robust and cost-effective quantum network using the Kramers-Kronig receiver. We first propose a continuous-variable QKD protocol based on direct detection without interference, which achieves the recovery of quadrature components through the Kramers-Kronig relation. Subsequently, we have extended this protocol to continuous-variable quantum access networks, further highlighting the robustness and cost advantages of interference-free detection. The experimental results show that each user can achieve a secret key rate at 55 kbit/s within the access network range by using only one photodetector without interference structures. This scheme opens up new possibilities in establishing a robust and cost-effective quantum network, serving as a foundational element in the progress toward establishing a large-scale quantum internet.
• Abstract（参考訳）: 量子インターネットは、古典的なインターネットに根本的にアクセスできないアプリケーションを促進する可能性を秘めている。 量子鍵分布(QKD)ネットワークは、2つの離れたノードを接続し、量子力学の原理に基づく安全な鍵を確立する。 しかし、その後のQKDプロトコルの干渉への広範な依存は、システムと対応するネットワークの弱い堅牢性につながる。 本研究では,Kramers-Kronig受信機を用いた堅牢で費用対効果の高い量子ネットワークを提案する。 まず,干渉のない直接検出に基づく連続可変QKDプロトコルを提案する。 その後、このプロトコルを連続可変量子アクセスネットワークに拡張し、干渉検出の堅牢性とコストの利点を強調した。 実験の結果, 干渉構造のない1つの光検出器のみを用いることで, アクセスネットワーク範囲内55kbit/sで秘密鍵レートを達成できることが判明した。 このスキームは、ロバストで費用対効果の高い量子ネットワークを確立するための新たな可能性を開き、大規模な量子インターネットを確立するための基本的な要素となる。

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