論文の概要: 5-GHz chip-based quantum key distribution with 1Mbps secure key rate over 150 km

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2512.24094v1
• Date: Tue, 30 Dec 2025 09:08:32 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-01-01 23:27:28.337968
• Title: 5-GHz chip-based quantum key distribution with 1Mbps secure key rate over 150 km
• Title（参考訳）: 5GHzチップを用いた1Mbpsセキュア鍵レート150km超の量子鍵分布
• Authors: Guo-Wei Zhang, Sheng-Teng Zheng, You Xiao, Fang-Xiang Wang, Wen-Jing Ding, Dianpeng Wang, Penglei Hao, Li Zhang, Jia-Lin Chen, Yu-Yang Ding, Shuang Wang, De-Yong He, Zhen-Qiang Yin, Zheng Zhou, Hao Li, Lixing You, Guang-Can Guo, Wei Chen, Zheng-Fu Han,
• Abstract要約: 量子鍵分布(QKD)は、量子物理学の基本原理を利用してセキュアな通信を可能にする。 超低量子ビット誤り率(QBER)を考慮した5GHz統合QKDシステムについて紹介する。 このシステムは、150kmで1.076 Mbps、200kmで105 kbpsのキーレートを標準のシングルモードファイバチャネルで達成している。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 16.468102853595415
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Quantum key distribution (QKD) enables secure communication by harnessing the fundamental principles of quantum physics, which inherently guarantee information-theoretic security and intrinsic resistance to quantum computing attacks. However, the secure key rate of QKD typically decreases exponentially with increasing channel distance. In this work, by developing a novel polarization-state preparation method, an ultra-low time-jitter laser source and superconducting nanowire single-photon detectors, we demonstrate a 5-GHz integrated QKD system featuring ultra-low quantum bit error rates (QBERs). The system achieves secure key rates of 1.076 Mbps at 150 km and 105 kbps at 200 km over standard single-mode fiber channels, respectively. Our system substantially enhances the secure key rate, enabling high-resolution video calls with one-time-pad encryption over intercity backbone QKD links. This work represents a significant step forward in the development of high-performance practical QKD systems.
• Abstract（参考訳）: 量子鍵分布(QKD)は、量子物理学の基本原理を利用してセキュアな通信を可能にする。 しかし、QKDの安全な鍵レートは通常、チャネル距離の増加とともに指数関数的に減少する。 本研究では,超低量子ビット誤り率(QBER)を備えた5GHz集積QKDシステムについて,新しい偏光状態生成法,超低時間ジッタレーザ源,超伝導ナノワイヤ単光子検出器を開発した。 このシステムは、150kmで1.076 Mbps、200kmで105 kbpsのキーレートを標準のシングルモードファイバチャネルで達成している。 本システムはセキュアな鍵レートを大幅に向上させ,都市間QKDリンク上でのワンタイムパッド暗号化による高精細ビデオ通話を可能にする。 この研究は、高性能な実用QKDシステムの開発における重要な一歩である。

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