論文の概要: Space-division multiplexed quantum key distribution exploiting multi-plane light conversion for few-mode fibers
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2607.21256v1
- Date: Thu, 23 Jul 2026 12:27:46 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-07-24 18:26:25.41141
- Title: Space-division multiplexed quantum key distribution exploiting multi-plane light conversion for few-mode fibers
- Title（参考訳）: 数モードファイバの多面光変換を利用した空間分割多重量子鍵分布
- Abstract要約: 本稿では,多平面光変換(MPLC)を用いた光子多重化手法を提案する。
空間多重化BBM92QKD方式を実験的に実証した。
我々は、チャネル1に対して1.9 pm 0.4%、チャネル2に対して6.8 pm 0.8%の量子ビット誤り率を得る。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.6804758225414576
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: As quantum key distribution (QKD) progresses from laboratory demonstrations toward practical deployment, quantum communi- cation networks increasingly require higher key rates and the ability to distribute independent secret keys among multiple users and network nodes. In this paper we present a promsing approach with multi-plane light conversion (MPLC) for demultiplexing entangled photons, transmitted through a few-mode fiber (FMF). We experimentally demonstrated a spatially multiplexed BBM92 QKD scheme. The modes are selectively excited through separate single-mode-fibers and subsequently separated by MPLC into distinct output ports. Unlike high-dimensional QKD based on coherent modal superpositions, our approach exploits distinguishable guided modes as parallel channels while preserving the entanglement required for QKD. For the multiplexed links, we obtain quantum bit error rates of $1.9 \pm 0.4\%$ for the channel 1 and $6.8 \pm 0.8\%$ for the channel 2. These results are relevant for scalable quantum-secured networks, space-division-multiplexed QKD systems, multi-user entanglement distribution, and future quantum internet architectures, where parallel quantum channels must be implemented without compromising the quantum correlations required for security.
- Abstract（参考訳）: 量子鍵分布(QKD)が実験室のデモから実践的な展開へと進むにつれ、量子コミュニカニオンネットワークはより高い鍵レートと、複数のユーザとネットワークノード間で独立した秘密鍵を配布する能力を必要としている。
本稿では,多面体光変換(MPLC)を用いた多面体光変換方式を提案する。
空間多重化BBM92QKD方式を実験的に実証した。
モードは個別の単一モードファイバーを通して選択的に励起され、その後MPLCによって別個の出力ポートに分離される。
コヒーレントなモーダル重ね合わせに基づく高次元QKDとは異なり、本手法はQKDに必要な絡み合いを保ちながら、並列チャネルとして区別可能な誘導モードを利用する。
多重リンクの場合、チャネル1に対して1.9 \pm 0.4\%、チャネル2に対して6.8 \pm 0.8\%の量子ビット誤り率を得る。
これらの結果は、スケーラブルな量子セキュアネットワーク、空間分割多重化QKDシステム、マルチユーザ絡み合い分布、将来の量子インターネットアーキテクチャに関係しており、セキュリティに必要な量子相関を妥協することなく並列量子チャネルを実装する必要がある。
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