論文の概要: High-rate continuous-variable quantum key distribution coexisting with Tb/s coherent classical transmission in hollow-core fiber
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2607.14704v1
- Date: Thu, 16 Jul 2026 08:04:38 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-07-17 17:01:33.038069
- Title: High-rate continuous-variable quantum key distribution coexisting with Tb/s coherent classical transmission in hollow-core fiber
- Title（参考訳）: 中空コアファイバにおけるTb/sコヒーレント古典伝送と共存する高速連続可変量子鍵分布
- Abstract要約: 超低損失抗共鳴中空コアファイバと残留キャリアを用いた離散変調連続可変QKDを組み合わせた。
15-Gbaud DM-CV-QKDチャネルは153.22 Mb/sの平均秘密鍵レート(SKR)と149.99 Mb/sの有限サイズSKRを達成する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 21.959866095546968
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Quantum key distribution (QKD) can provide secret keys with security rooted in quantum mechanics, but operation alongside high-capacity classical traffic remains limited by the excess-noise budget of weak quantum states in conventional solid-core fiber. Here, we combine ultralow-loss anti-resonant hollow-core fiber with residual-carrier-assisted discrete-modulation continuous-variable QKD (DM-CV-QKD) to address both propagation-induced coexistence noise and low-SNR phase recovery. Over a 24.3-km hollow-core link with 3.3-dB end-to-end loss, a dual-polarization 15-Gbaud DM-CV-QKD channel achieves an average asymptotic secret-key rate (SKR) of 153.22 Mb/s and a finite-size SKR of 149.99 Mb/s, while 39 coherent wavelength-division-multiplexed channels deliver an aggregate data rate of 7.6 Tb/s and a net data rate of 7.2 Tb/s. The system can even sustain a positive SKR under a high classical launch power of up to 15 dBm, without an optical bandpass filter (BPF). Finite-size analysis against collective attacks further yields a projected positive secret-key rate at a 100-km-equivalent condition. These results show that an anti-resonant hollow-core fiber, combined with carrier-assisted phase recovery, can greatly extend the operating regime of shared-fiber quantum-secured coherent links, pointing to a promising approach for integrating high-rate CV-QKD with high-capacity optical networks.
- Abstract（参考訳）: 量子鍵分布(QKD)は、量子力学に根ざしたセキュリティを持つ秘密鍵を提供することができるが、従来のソリッドコアファイバの弱い量子状態の過剰ノイズ予算によって、高容量の古典的トラフィックを伴う動作は制限されている。
そこで我々は,超低損失反共振中空コアファイバと残留キャリアを用いた離散変調連続可変QKD(DM-CV-QKD)を組み合わせることにより,伝搬誘起共存雑音と低SNR位相回復の両方に対処する。
3.3-dBのエンド・ツー・エンド・ロスを持つ24.3kmのホロウコアリンクでは、15-Gbaud DM-CV-QKDチャネルが153.22 Mb/sの平均漸近シークレットキーレート(SKR)と149.99 Mb/sの有限サイズSKRを実現し、39のコヒーレント波長分割多重チャネルは7.6 Tb/sの集計データレートと7.2 Tb/sのネットデータレートを提供する。
このシステムは、光帯域通過フィルタ(BPF)を使わずに15dBmまでの古典的な打ち上げパワーで正のSKRを維持できる。
集団攻撃に対する有限サイズ解析は100kmの等価条件で予測された正の秘密鍵レートを得る。
これらの結果から, 共振型中空コアファイバとキャリア共振型位相回復器を組み合わせることで, 高容量光ネットワークと高速度CV-QKDを統合するための有望なアプローチとして, 共有ファイバ量子セキュアコヒーレントリンクの動作状態を大幅に拡張できることが示唆された。
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