Fugu-MT 論文翻訳(概要): Experimental demonstration of scalable quantum cryptographic conferencing

論文の概要: Experimental demonstration of scalable quantum cryptographic conferencing

arxiv url: http://arxiv.org/abs/2512.06661v1
Date: Sun, 07 Dec 2025 05:18:54 GMT
ステータス: 翻訳完了
システム内更新日: 2025-12-09 22:03:54.456479
Title: Experimental demonstration of scalable quantum cryptographic conferencing
Title（参考訳）: スケーラブル量子暗号会議の実証実験
Authors: Haotao Zhu, Zhenhua Li, Shuai Zhao, Xiaodan Lyu, Shihao Ru, Yizhi Huang, Zitong Xu, Rui Qu, Weibo Gao,
Abstract要約: 量子暗号会議は、セキュアなマルチユーザ通信を実現するためのセキュアな鍵を確立するための重要なソリューションである。既存のQCC実装は、マルチユーザ同時検出の低い確率で制限されている。一致検出の必要性を排除したQCCの実験的実現を報告する。我々は,331.5kmの市販繊維(0.2dB/km)に対応する66.3dBのチャネル損失に対してQCC実験を行い,キーレート5.4bit/sを実現した。
参考スコア（独自算出の注目度）: 11.75056981688102
License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
Abstract: Quantum network enables a variety of quantum information processing tasks, where multi-user quantum communication is one of the important objectives. Quantum cryptographic conferencing serves as an essential solution to establish secure keys to realize secure multi-user communications. However, existing QCC implementations have been fundamentally limited by the low probability of multi-user coincidence detection to measure or construct the Greenberger-Horne-Zeilinger (GHZ) entangled state. In this work, we report the experimental realization of QCC eliminating the need for coincidence detection, where the GHZ state is constructed by correlating detection events occurring within the coherence time, thereby greatly enhancing the success probability of GHZ-state measurement. Meanwhile, to establish and maintain high-visibility GHZ measurement among three independent users, we developed a three-party phase compensation scheme combined with precise temporal and polarization alignment within a time-bin-phase encoding framework. Furthermore, we designed an efficient pairing strategy to simplify subsequent data processing and enhance processing efficiency. Based on these techniques, we successfully performed QCC experiments over total channel losses of 66.3 dB, corresponding to 331.5 km of commercial fiber (0.2 dB/km), achieving secure key rates of 5.4 bit/s, whereas previous QCC experiments have been limited to 100 km. The results surpass the multi-user repeaterless bound in quantum networks, establishing a new regime of scalable, multi-user quantum communication and paving the way for metropolitan quantum networks.
Abstract（参考訳）: 量子ネットワークは、マルチユーザー量子通信が重要な目的の1つである様々な量子情報処理タスクを可能にする。量子暗号会議は、セキュアなマルチユーザ通信を実現するためのセキュアな鍵を確立するための重要なソリューションである。しかし、既存のQCC実装は、GHZ(Greenberger-Horne-Zeilinger)絡み合った状態の測定や構築のために、マルチユーザ同時検出の低い確率によって、基本的に制限されている。本稿では,コヒーレンス時間内に発生する検出事象を関連づけることで,GHZ状態が構築される偶然検出の必要性を排除し,GHZ状態測定の成功確率を大幅に向上させるQCCの実験的実現を報告する。一方,3つの独立したユーザ間での高可視GHZ測定の確立と維持を目的として,時間2相符号化フレームワーク内での正確な時間・分極アライメントを組み合わせた3次元位相補償スキームを開発した。さらに、その後のデータ処理を簡素化し、処理効率を向上させるための効率的なペアリング戦略を設計した。これらの手法を用いて,331.5kmの市販繊維(0.2dB/km)に対応する66.3dBのチャネル損失に対するQCC実験を成功させ,キーレート5.4bit/sを実現し,従来のQCC実験は100kmに制限された。その結果、量子ネットワークにおけるマルチユーザリピータレスバウンダリを超え、スケーラブルでマルチユーザ量子通信の新しい体制を確立し、大都市圏量子ネットワークへの道を開いた。

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