論文の概要: Phase noise characterisation of a 2-km Hollow-Core Nested Antiresonant Nodeless Fibre for Twin-Field Quantum Key Distribution

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2512.04605v1
• Date: Thu, 04 Dec 2025 09:28:06 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-12-05 21:11:46.093268
• Title: Phase noise characterisation of a 2-km Hollow-Core Nested Antiresonant Nodeless Fibre for Twin-Field Quantum Key Distribution
• Title（参考訳）: 2フィールド量子キー分布用2kmホローコアネスト共振形レスファイバの位相雑音特性評価
• Authors: Mariella Minder, Sophie Albosh, Obada Alia, Radan Slavik, Rupesh Kumar, Francesco Poletti, George Kanellos, Marco Lucamarini,
• Abstract要約: 本研究では,中空コアファイバー(HCF)の位相雑音に対する挙動をTF-QKD様プロトコルの目的で検討する。 HCFはTF-QKDや他の位相ベースのQKDプロトコルでの使用に適している。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.374750127323442
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
• Abstract: The performance of quantum key distribution (QKD) is heavily dependent on the physical properties of the channel over which it is executed. Propagation losses and perturbations in the encoded photons' degrees of freedom, such as polarisation or phase, limit both the QKD range and key rate. The maintenance of phase coherence over optical fibres has lately received considerable attention as it enables QKD over long distances, e.g., through phase-based protocols like Twin-Field (TF) QKD. While optical single mode fibres (SMFs) are the current standard type of fibre, recent hollow core fibres (HCFs) could become a superior alternative in the future. Whereas the co-existence of quantum and classical signals in HCF has already been demonstrated, the phase noise resilience required for phase-based QKD protocols is yet to be established. This work explores the behaviour of HCF with respect to phase noise for the purpose of TF-QKD-like protocols. To achieve this, two experiments are performed. The first, is a set of concurrent measurements on 2 km of HCF and SMF in a double asymmetric Mach-Zehnder interferometer configuration. The second, uses a TF-QKD interferometer consisting of HCF and SMF channels. These initial results indicate that HCF is suitable for use in TF-QKD and other phase-based QKD protocols.
• Abstract（参考訳）: 量子鍵分布(QKD)の性能は、実行されるチャネルの物理的特性に大きく依存する。 偏光や位相のような符号化された光子の自由度における伝搬損失と摂動は、QKD範囲と鍵レートの両方を制限する。 光ファイバー上での位相コヒーレンス維持は、Twin-Field (TF) QKDのような位相ベースのプロトコルを通じて、例えば長距離でのQKDを可能にするため、近年大きな注目を集めている。 光単一モードファイバー(SMF)が現在の標準ファイバーであるのに対し、最近の中空コアファイバー(HCF)は将来的には優れた代替となる可能性がある。 HCFにおける量子信号と古典信号の共存はすでに実証されているが、位相ベースのQKDプロトコルに必要な位相雑音耐性はまだ確立されていない。 本研究は、TF-QKDライクなプロトコルのために、位相雑音に関するHCFの挙動を考察する。 これを実現するために、2つの実験が行われた。 第一に、HCFとSMFの2kmの同時測定を二重非対称のマッハ・ツェンダー干渉計で行う。 2つ目は、HCFとSMFチャネルからなるTF-QKD干渉計である。 これらの結果は、HCFがTF-QKDや他の位相ベースのQKDプロトコルでの使用に適していることを示唆している。

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