論文の概要: High-Dimensional Quantum Key Distribution via full Core-mode Encoding over Deployed Multicore Fibers

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2606.04211v1
• Date: Tue, 02 Jun 2026 20:58:35 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-06-04 20:44:18.382182
• Title: High-Dimensional Quantum Key Distribution via full Core-mode Encoding over Deployed Multicore Fibers
• Title（参考訳）: マルチコアファイバ上でのフルコアモード符号化による高次元量子鍵分布
• Authors: G. H. dos Santos, K. B. Sawada, N. Villalba, C. Jara, N. Guerrero, C. Melo, M. H. Magiotto, D. Martínez, G. B. Xavier, J. Cariñe, G. Saavedra, E. S. Gómez, S. P. Walborn, G. Lima,
• Abstract要約: 量子鍵分布(QKD)は、量子物理学に根ざした情報理論のセキュリティを提供する。 高次元(HD)符号化は、ノイズ耐性とシークレットキー収率の両方を増加させる。 次世代通信ネットワークの先駆的プラットフォームであるマルチコアファイバ(MCF)は、HD-QKDの天然基板である。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Quantum key distribution (QKD) provides information-theoretic security rooted in quantum physics, while high-dimensional (HD) encoding increases both noise tolerance and secret-key yield. Multicore fibers (MCFs), a leading platform for next-generation telecom networks, are a natural substrate for HD-QKD. Field demonstrations over deployed MCFs have so far relied on a hybrid qudit encoding strategy that combines two path (core modes) with the time-bin photonic degree of freedom, rather than exploiting the full set of available core modes. Although practical, this approach incurs intrinsic efficiency penalties that grow with dimension. Here we implement a four-dimensional ($d=4$) QKD protocol that directly exploits the full set of core modes of a four-core MCF, operating over an installed MCF network across the Universidad de Concepción campus under continuous environmental perturbations. We further benchmark the scheme using superconducting nanowire detectors at $10\,$dB channel loss, achieving a composable finite-key rate of $R = 6.19\times 10^{-3}\,$bits/pulse, the highest per-pulse rate reported to date for HD-QKD at comparable loss. This result establishes core-mode encoding as a viable architecture for realistic, high-rate quantum-secure communications.
• Abstract（参考訳）: 量子鍵分布(QKD)は、量子物理学に根ざした情報理論上のセキュリティを提供する一方、高次元(HD)符号化は耐雑音性と秘密鍵収量の両方を増大させる。 次世代通信ネットワークの先駆的プラットフォームであるマルチコアファイバ(MCF)は、HD-QKDの天然基板である。 デプロイされたMCFに対するフィールドデモは、利用可能なコアモードの完全なセットを活用するのではなく、2つのパス(コアモード)と時間2光度自由度を組み合わせた、ハイブリッドなquditエンコーディング戦略に依存している。 実用的ではあるが、このアプローチは次元に応じて成長する本質的な効率のペナルティを生ずる。 ここでは、4次元($d=4$)のQKDプロトコルを実装し、4コアMCFのコアモードの完全なセットを直接利用し、継続的な環境変動の下でコンセプシオン大学キャンパスにインストールされたMCFネットワーク上で動作させる。 さらに、超伝導ナノワイヤ検出器を用いて10ドル(約10万円)のチャネル損失を計算し、コンポーザブル有限キーレートの10^{-3}\,$bits/pulseを達成した。 この結果は、現実的で高速な量子セキュア通信のための実行可能なアーキテクチャとしてコアモード符号化を確立する。

関連論文リスト

• Hybrid Implementation for Untrusted-node-based Quantum Key Distribution Network [16.242325482656927]
  量子鍵分布(QKD)はセキュアな量子通信の基礎となる。 本稿では,TF-QKDとMDI-QKDをシームレスに統合するハイブリッドシステムを提案する。 実験では、繊維距離150～431kmの送受信QKDおよびMDI-QKDに対して、安全な有限サイズ鍵レートを示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2025-03-07T02:27:41Z)
• Practical hybrid PQC-QKD protocols with enhanced security and performance [44.8840598334124]
  我々は,量子古典ネットワーク内でQKDとPQCが相互運用するハイブリッドプロトコルを開発した。 特に、それぞれのアプローチの個々の性能に対して、スピードと/またはセキュリティを向上する可能性のある、異なるハイブリッド設計について検討する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-11-02T00:02:01Z)
• Quantum Key Distribution Using a Quantum Emitter in Hexagonal Boron Nitride [48.97025221755422]
  六方晶窒化ホウ素中の明るい単一光子源を用いた室温, 離散可変量子鍵分布系を実証した。 我々は100万ビットの鍵を生成し、約70,000ビットの秘密鍵を6%の量子ビット誤り率で証明した。 本研究は,hBN欠陥で実現した有限鍵BB84QKDシステムの最初の証明である。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-02-13T09:38:51Z)
• Twin-field quantum key distribution without phase locking [18.013181607967322]
  本稿では、単一光子干渉パターンを復元し、位相ロックのないTF-QKDエフェクトを実現するためのアプローチを示す。 我々の研究は、TF-QKDのスケーラブルで実用的なソリューションを提供しており、その広範なアプリケーションに向けた重要なステップを示しています。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-12-08T15:03:12Z)
• Continuous-Variable Quantum Key Distribution over 15 km Multi-Core Fiber [0.0]
  連続可変量子鍵分布(continuous-variable quantum key distribution, CV-QKD)は、暗号システムに情報理論のセキュリティを提供する技術である。 CV-QKDは、大都市距離を超える秘密鍵レートの生成と、現在の古典的通信ネットワークとの統合により、非常に魅力的である。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-01-10T15:18:21Z)
• Towards fully-fledged quantum and classical communication over deployed fiber with up-conversion module [47.187609203210705]
  本稿では,古典光とQKD信号の共伝搬のためのアップコンバージョン支援受信機に基づく新しい手法を提案し,実証する。 提案手法は,従来の受信機に比べて高い耐雑音性を示し,従来の4dB高電力条件下での秘密鍵の分配を可能にする。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-06-09T13:52:27Z)
• High-dimensional coherent one-way quantum key distribution [0.0]
  高次元量子鍵分布(QKD)はセキュアな通信を提供し、QKDプロトコルによって達成可能なものを上回るセキュアな鍵レートを提供する。 既存の高次元QKDプロトコルは、マルチポート干渉計や複数の検出器のような追加の実験資源を必要とする。 本稿では,標準的な2次元システムのハードウェアのみを必要とする任意の次元QKDのための新しいプロトコルを提案し,解析する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-05-11T01:06:36Z)
• Path-encoded high-dimensional quantum communication over a 2 km multicore fiber [50.591267188664666]
  パス符号化された高次元量子状態の2km長のマルチコアファイバ上での信頼性伝送を実証する。 安定した干渉検出が保証され、低いエラー率と秘密鍵レートの6.3Mbit/sの生成が可能になる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-03-10T11:02:45Z)
• Efficient time-bin encoding for practical high-dimensional quantum key distribution [0.0]
  高次元量子鍵分布(QKD)は、情報理論の安全な通信を実現する。 ファイバーベース4次元QKDの時間と位相エンコーディングと1次元デコイ状態技術を用いた新しい手法を提案する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-04-07T15:51:29Z)

関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。

指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。