論文の概要: Reconfigurable MDI-QKD and BB84 over 20 km optical channels via EOM-tailored weak coherent states
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2606.10306v1
- Date: Tue, 09 Jun 2026 01:51:18 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-06-10 15:40:58.253848
- Title: Reconfigurable MDI-QKD and BB84 over 20 km optical channels via EOM-tailored weak coherent states
- Title（参考訳）: EOM調整弱コヒーレント状態による20km光チャネル上の再構成可能なMDI-QKDおよびBB84
- Authors: Jaesung Lim, Yonggi Jo, Nam Hun Park, Zaeill Kim, Yong Sup Ihn,
- Abstract要約: 偏光符号化MDI-QKDとBB84の測定の両方をサポートする再構成可能なプラットフォームを実証する。
2つの相ランダム化弱コヒーレント状態(WCS)が共有連続波(CW)レーザから生成される。
送信された状態は、MDI-QKDを実装するために部分的なベル状態測定(BSM)を経る。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.4893345190925178
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Measurement-device-independent quantum key distribution (MDI-QKD) is designed to eliminate detector side-channel vulnerabilities. However, its practical deployment remains experimentally demanding because it requires two-photon interference (TPI) between mutually phase-randomized optical states. In this study, we demonstrate a reconfigurable platform that supports both polarization encoded MDI-QKD and BB84 measurements utilizing the same optical hardware over 20 km optical fiber channels. Two mutually phase-randomized weak coherent states (WCSs) are generated from a shared continuous-wave (CW) laser via electro-optic phase modulation and subsequent etalon-based first-order sideband filtering. Channel indistinguishability is verified through Hong-Ou-Mandel (HOM) interference, combining time-resolved coincidence measurements and polarization mismatch scans, confirming a high degree of indistinguishability that robustly approaches the classical upper limit of 0.5 for WCSs. The transmitted states go through partial Bell-state measurement (BSM) to implement MDI-QKD. Here, the sytem can be directly reconfigured for BB84 simply by rotatinga single half-wave plate (HWP) by 22.5 degree in one arm of the module. This seamless reconfiguration drastically reduces hardware redundancy and enhances operational flexibility in dynamic network environments. These results indicate that EOM-based frequency engineering using a shared CW laser offers a highly practical route toward scalable and reconfigurable quantum communication systems.
- Abstract（参考訳）: 計測デバイスに依存しない量子鍵分布(MDI-QKD)は、検出側チャネルの脆弱性を取り除くために設計されている。
しかし、2光子干渉(TPI)が相互に位相ランダム化される光学状態の間で必要となるため、実用的展開は実験的に要求される。
本研究では、20kmの光ファイバーチャネル上で同じ光ハードウェアを用いて、偏光符号化MDI-QKDとBB84の測定の両方をサポートする再構成可能なプラットフォームを実証した。
2つの相互位相ランダム化弱コヒーレント状態(WCS)は、共用連続波(CW)レーザーから電気-光位相変調およびエタロン系1次サイドバンドフィルタにより生成される。
ホン・オ・マンデル干渉(HOM)により,時間分解偶然測定と偏光ミスマッチスキャンを併用し,従来のWCSの0.5の上限に頑健に接近する高い非識別性を確認する。
送信された状態は、MDI-QKDを実装するために部分的なベル状態測定(BSM)を通過する。
ここでは、単一半波板(HWP)をモジュールの片腕で22.5度回転させることでBB84を直接再構成することができる。
このシームレスな再構成により、ハードウェアの冗長性が大幅に低減され、動的ネットワーク環境における運用の柔軟性が向上する。
これらの結果は、共用CWレーザーを用いたEOMベースの周波数工学が、スケーラブルで再構成可能な量子通信システムへの極めて実用的な経路を提供することを示している。
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