論文の概要: Towards a point-to-point CV-QKD system: Implementation challenges and perspectives
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2512.19834v1
- Date: Mon, 22 Dec 2025 19:44:01 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-12-24 19:17:49.649924
- Title: Towards a point-to-point CV-QKD system: Implementation challenges and perspectives
- Title（参考訳）: ポイントツーポイントCV-QKDシステムに向けて:実装課題と展望
- Authors: Davi Juvêncio Gomes de Sousa, Nelson Alves Ferreira Neto, Christiano M. S. Nascimento, Lucas Q. Galvão, Mauro Queiroz Nooblath Neto, Micael Andrade Dias, Cássio de Castro Silva, Braian Pinheiro da Silva, Alexandre B. Tacla, Valéria Loureiro da Silva,
- Abstract要約: 本稿では,光ファイバー上の点対点連続可変量子鍵分布(CV-QKD)システムの実用的課題と実装の展望について述べる。
この研究は、減衰、色分散、偏光ゆらぎ、古典的なチャネルとの共存といった障害に重点を置いて、送信機、量子チャネル、受信機の設計に対処する。
ブラジルにおけるCV-QKDの展開の展望について概観する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 30.7884683239992
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: This article presents an analysis of the practical challenges and implementation perspectives of point-to-point continuous-variable quantum key distribution (CV-QKD) systems over optical fiber. The study addresses the physical layer, including the design of transmitters, quantum channels, and receivers, with emphasis on impairments such as attenuation, chromatic dispersion, polarization fluctuations, and coexistence with classical channels. We further examine the role of digital signal processing (DSP) as the bridge between quantum state transmission and classical post-processing, highlighting its impact on excess noise mitigation, covariance matrix estimation, and reconciliation efficiency. The post-processing pipeline is detailed with a focus on parameter estimation in the finite-size regime, information reconciliation using LDPC-based codes optimized for low-SNR conditions, and privacy amplification employing large-block universal hashing. From a hardware perspective, we discuss modular digital architectures that integrate dedicated accelerators with programmable processors, supported by a reference software framework (CV-QKD-ModSim) for algorithm validation and hardware co-design. Finally, we outline perspectives for the deployment of CV-QKD in Brazil, starting from metropolitan testbeds and extending toward hybrid fiber/FSO and space-based infrastructures. The work establishes the foundations for the first point-to-point CV-QKD system in Brazil, while providing a roadmap for scalable and interoperable quantum communication networks.
- Abstract（参考訳）: 本稿では,光ファイバー上の点対点連続可変量子鍵分布(CV-QKD)システムの実用的課題と実装の展望について述べる。
この研究は、送信機、量子チャネル、受信機の設計を含む物理層に対処し、減衰、色分散、偏光ゆらぎ、古典的なチャネルとの共存といった障害に重点を置いている。
さらに、量子状態伝送と古典的後処理の橋渡しにおけるデジタル信号処理(DSP)の役割について検討し、余剰ノイズ低減、共分散行列推定、和解効率への影響を明らかにする。
後処理パイプラインは、有限サイズシステムにおけるパラメータ推定、低SNR条件に最適化されたLDPCベースのコードを用いた情報調整、大ブロックユニバーサルハッシュを用いたプライバシー増幅に重点を置いている。
ハードウェアの観点からは,アルゴリズム検証とハードウェア共同設計のための参照ソフトウェアフレームワーク(CV-QKD-ModSim)によってサポートされた,専用アクセラレータとプログラマブルプロセッサを統合するモジュール型デジタルアーキテクチャについて論じる。
最後に,ブラジルにおけるCV-QKDの展開の展望について概説する。
この研究は、ブラジルで最初のポイントツーポイントCV-QKDシステムの基盤を確立し、スケーラブルで相互運用可能な量子通信ネットワークのロードマップを提供する。
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