論文の概要: Device-independent quantum key distribution over 100 km with single atoms

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2602.09596v1
• Date: Tue, 10 Feb 2026 09:48:47 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-02-11 20:17:43.48035
• Title: Device-independent quantum key distribution over 100 km with single atoms
• Title（参考訳）: 単一原子を持つ100km以上のデバイス非依存量子鍵分布
• Authors: Bo-Wei Lu, Chao-Wei Yang, Run-Qi Wang, Bo-Feng Gao, Yi-Zheng Zhen, Zhen-Gang Wang, Jia-Kai Shi, Zhong-Qi Ren, Thomas A. Hahn, Ernest Y. -Z. Tan, Xiu-Ping Xie, Ming-Yang Zheng, Xiao Jiang, Jun Zhang, Feihu Xu, Qiang Zhang, Xiao-Hui Bao, Jian-Wei Pan,
• Abstract要約: デバイス独立量子鍵分布(DI-QKD)は、量子インターネットの鍵となる応用である。 100km繊維でリンクされた2つの単一原子ノード間のDI-QKDの実現について報告する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 16.067764342713648
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Device-independent quantum key distribution (DI-QKD) is a key application of the quantum internet. We report the realization of DI-QKD between two single-atom nodes linked by 100-km fibers. To improve the entangling rate, single-photon interference is leveraged for entanglement heralding, and quantum frequency conversion is used to reduce fiber loss. A tailored Rydberg-based emission scheme suppresses the photon recoil effect on the atom without introducing noise. We achieved high-fidelity atom-atom entanglement and positive asymptotic key rates for fiber lengths up to 100 km. At 11 km, 1.2 million heralded Bell pairs were prepared over 624 hours, yielding an estimated extractable finite-size secure key rate of 0.112 bits per event against general attacks. Our results close the gap between proof-of-principle quantum network experiments and real-world applications.
• Abstract（参考訳）: デバイス独立量子鍵分布(DI-QKD)は、量子インターネットの鍵となる応用である。 100km繊維でリンクされた2つの単一原子ノード間のDI-QKDの実現について報告する。 絡み合い率を改善するために、単一光子干渉を絡み合いの隠蔽に利用し、ファイバー損失を低減するために量子周波数変換を用いる。 ライドバーグをベースとした配向型発光法は、雑音を起こさずに原子に光子反コイル効果を抑える。 繊維長100kmまでの高忠実度原子-原子エンタングルメントと正の漸近キーレートを実現した。 11kmで120万個のベルペアが624時間以上準備され、一般攻撃に対して1回当たり0.112ビットの有限サイズキーレートが推定された。 この結果から,量子ネットワークの実証実験と実世界の応用のギャップを埋めることができた。

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