論文の概要: Frequency-matching quantum key distribution

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2512.05496v1
• Date: Fri, 05 Dec 2025 07:44:38 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-12-13 22:40:56.940958
• Title: Frequency-matching quantum key distribution
• Title（参考訳）: 周波数整合量子鍵分布
• Authors: Hao-Tao Zhu, Yizhi Huang, Abdullah Rasmita, Chao Ding, Xiangbin Cai, Haoran Zhang, Xiongfeng Ma, Weibo Gao,
• Abstract要約: 量子鍵分布(QKD)は、盗聴に対する情報理論的に安全な通信を可能にする。 相不安定性は多くのQKDアプリケーションで依然として課題である。 レーザ周波数差を補うために古典的なフォトダイオードを用いてこの問題に対処する手法を提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 10.310957850024831
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Quantum key distribution (QKD) enables information-theoretically secure communication against eavesdropping. However, phase instability remains a challenge across many QKD applications, particularly in schemes such as twin-field QKD and measurement-device-independent QKD. The most dominant source of phase fluctuation arises from the frequency offset between independent lasers. Here we propose a method to address this issue by employing a classical photodiode to compensate for the laser frequency difference. As an application of this method, we implement this technique in a mode-pairing QKD system, achieving an error rate approaching the theoretical limit and surpassing the linear key-rate bound over a fiber distance of 296.8 km. This approach provides a practical solution for frequency matching between independent lasers and can be extended to other fields requiring precise phase stabilization.
• Abstract（参考訳）: 量子鍵分布(QKD)は、盗聴に対する情報理論的に安全な通信を可能にする。 しかし、位相不安定性は多くのQKDアプリケーション、特にツインフィールドQKDや測定デバイスに依存しないQKDのようなスキームにおいて問題となっている。 位相変動の最も支配的な源は、独立レーザー間の周波数オフセットから生じる。 本稿では,レーザ周波数差を補償するために,古典的なフォトダイオードを用いてこの問題に対処する手法を提案する。 本手法の適用例として,本手法をモードペアリングQKDシステムに実装し,理論限界に近づく誤差率と,ファイバー距離296.8kmの線形鍵レートを超える誤差率を実現する。 このアプローチは、独立レーザー間の周波数マッチングの実用的な解決策を提供し、正確な位相安定化を必要とする他の分野にも拡張することができる。

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