論文の概要: Intermodal quantum key distribution over an 18 km free-space channel with adaptive optics and room-temperature detectors
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2602.16680v1
- Date: Wed, 18 Feb 2026 18:21:12 GMT
- ステータス: 情報取得中
- システム内更新日: 2026-02-19 12:26:32.934331
- Title: Intermodal quantum key distribution over an 18 km free-space channel with adaptive optics and room-temperature detectors
- Title（参考訳）: 適応光学および室温検出器を用いた18km自由空間チャネル上のモード間量子鍵分布
- Authors: Edoardo Rossi, Ilektra Karakosta-Amarantidou, Matteo Padovan, Marco Nardi, Marco Avesani, Francesco Bruno Leonardo Santagiustina, Marco Taffarello, Antonio Vanzo, Stefano Bonora, Giuseppe Vallone, Paolo Villoresi, Francesco Vedovato,
- Abstract要約: テレコム波長におけるモード間量子鍵分布は、ファイバー接続と自由空間リンクのハイブリッドインターフェースを提供する。
18km自由空間リンク上の実時間間量子鍵分布場実験を実演する。
直接波面センシングと高次収差補正を実装した適応光学系は、効率的な単モードファイバ結合を実現する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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- Abstract: Intermodal quantum key distribution at telecom wavelengths provides a hybrid interface between fiber connections and free-space links, both essential for the realization of scalable and interoperable quantum networks. Although demonstrated over short-range free-space links, long-distance implementations of intermodal quantum key distribution remain challenging, due to turbulence-induced wavefront aberrations which limit efficient single-mode fiber coupling at the optical receiver. Here, we demonstrate a real-time intermodal quantum key distribution field trial over an 18 km free-space link, connecting a remote terminal to an urban optical ground station equipped with a 40 cm-class telescope. An adaptive optics system, implementing direct wavefront sensing and high-order aberration correction, enables efficient single-mode fiber coupling and allows secure key generation of 200 bit/s using a compact state analyzer equipped with room-temperature detectors. We further validate through experimental data a turbulence-based model for predicting fiber coupling efficiency, providing practical design guidelines for future intermodal quantum networks.
- Abstract（参考訳）: テレコム波長におけるモード間量子鍵分布は、スケーラブルで相互運用可能な量子ネットワークの実現に不可欠なファイバー接続と自由空間リンクのハイブリッドインターフェースを提供する。
短距離自由空間リンク上では実証されているが、光受信機における効率的な単一モードファイバー結合を制限する乱流誘起波面収差のため、モード間量子鍵分布の長距離実装は依然として困難である。
ここでは,40cm級望遠鏡を備えた都市光地上局に遠隔端末を接続する18km自由空間リンク上で,リアルタイムな量子鍵分布実験を行う。
直接波面センサと高次収差補正を実装した適応光学系において、効率的な単モードファイバカップリングを可能にし、室温検出器を備えた小型状態解析器を用いて200ビット/秒のキー生成を可能にする。
さらに,ファイバカップリング効率を予測するための乱流モデルの実験データを用いて,将来の量子ネットワークの設計ガイドラインを提供する。
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