論文の概要: High-Rate Free-Space Continuous-Variable QKD with Self-Referenced Passive State Preparation
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2604.27299v2
- Date: Thu, 07 May 2026 06:30:01 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-05-08 22:27:11.277744
- Title: High-Rate Free-Space Continuous-Variable QKD with Self-Referenced Passive State Preparation
- Title（参考訳）: 自己参照型パッシブ状態調製による高速自由空間連続可変QKD
- Authors: H. W. Yin, X. J. Liao, Y. H. Xu, P. Huang, K. T. Zhu, T. Wang, G. H. Zeng,
- Abstract要約: 受動状態準備(PSP)を用いた連続可変量子鍵分布(CVQKD)は、低コストで高レートなセキュアな通信を提供する。
送信局部発振器を用いた既存のPSP-CVQKD方式は、光子リークノイズが高く、安定性が低い。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.4609009658585936
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
- Abstract: Continuous-variable quantum key distribution (CVQKD) using passive state preparation (PSP) offers low-cost, high-rate secure communication. However, the existing PSP-CVQKD scheme with a transmitted local oscillator has high photon leakage noise and poor stability, making it unsuitable for high-loss transmission. In this work, for the first time, we propose and implement a local local oscillator (LLO) CVQKD system using a self-referenced (SR) PSP scheme, and give a theoretical proof of the equivalence of the PSP and GMCS protocol using temporal-mode theory. By employing the novel self-referenced pilot scheme to achieve high-precision time-varying frequency and phase compensation algorithms, we significantly improve the system' s signal-to-noise ratio and stability. The system achieves a record-high asymptotic secret key rate of 10.34 Mbps over a free-space channel with up to 23.5 dB loss, while maintaining low excess noise and robust performance under turbulent conditions. This work establishes the feasibility of SR-LLO CVQKD, providing a practical pathway toward secure, high-rate quantum communication in realistic environments.
- Abstract（参考訳）: 受動状態準備(PSP)を用いた連続可変量子鍵分布(CVQKD)は、低コストで高レートなセキュアな通信を提供する。
しかし、送信局型発振器を備えた既存のPSP-CVQKD方式は、光子リークノイズが高く、安定性が低いため、高損失伝送には適さない。
本研究では,自己参照型PSP方式を用いた局所発振器(LLO)CVQKDシステムの提案と実装を行い,時間モード理論を用いたPSPとGMCSプロトコルの等価性を理論的に証明する。
高速時間変化周波数・位相補償アルゴリズムを実現するために,新しい自己参照型パイロット方式を用いることで,信号対雑音比と安定性を著しく向上する。
このシステムは、23.5dBの損失を持つ自由空間チャネル上で10.34Mbpsという記録的な漸近性秘密鍵レートを実現し、乱流条件下では低余剰ノイズとロバストな性能を維持した。
この研究は、SR-LLO CVQKDの実現可能性を確立し、現実的な環境でセキュアで高速な量子通信を実現するための実践的な経路を提供する。
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