論文の概要: Highly integrated quantum key distribution transmitter enabled by silicon photonics
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2607.23413v1
- Date: Sun, 26 Jul 2026 02:04:33 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-07-28 22:34:15.094573
- Title: Highly integrated quantum key distribution transmitter enabled by silicon photonics
- Title（参考訳）: シリコンフォトニクスで実現した高集積量子鍵分布送信器
- Abstract要約: 量子鍵分布(QKD)は、計算仮定に依存しない情報理論のセキュリティを提供する。
この作業は、フォトニックチップ統合とデプロイ可能なQKDハードウェアの間のギャップを埋める。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 18.204106457488717
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Quantum key distribution (QKD) provides information-theoretic security independent of computational assumptions, yet the bulk and cost of current systems hinder large-scale deployment. Although integrated photonic technologies have enabled highly integrated QKD chips, practical QKD transmitters are still predominantly implemented as rack-mounted systems. Here, we demonstrate a highly integrated standalone QKD transmitter that integrates all essential functionalities required for practical QKD operation within a compact platform built around a silicon photonic encoding chip. The transmitter occupies only $167 \times 56 \times 21~\mathrm{mm}^3$ ($\sim 0.2~\mathrm{dm}^3$), comparable in size to a half-height, half-width PCIe card and more than 30 times smaller in volume than a conventional 1U rack-mounted system. Paired with a conventional discrete-component receiver, it achieves a secure key rate of 219.1 kbps over 51.3 km of standard single-mode fiber, with performance comparable to that of conventional discrete-component implementations. This work bridges the gap between photonic chip integration and deployable QKD hardware, marking an important step toward transitioning QKD transmitters from conventional rack-mounted equipment to compact board-level platforms.
- Abstract（参考訳）: 量子鍵分布(QKD)は、計算上の仮定とは無関係に情報理論上のセキュリティを提供するが、現在のシステムの大量かつコストは大規模な展開を妨げる。
集積フォトニック技術は高度に統合されたQKDチップを実現しているが、実際的なQKD送信機はラックマウントシステムとして実装されている。
本稿では、シリコンフォトニック符号化チップを中心に構築されたコンパクトプラットフォームにおいて、実用的なQKD操作に必要な機能をすべて統合した、高度に統合されたスタンドアロンQKD送信機を示す。
送信機は、56 \times 21~\mathrm{mm}^3$$(\sim 0.2~\mathrm{dm}^3$)のわずか167 \times 56 \times 56 \times 21~\mathrm{mm}^3$(\sim 0.2~\mathrm{dm}^3$)を占有する。
従来の離散成分受信機を搭載し、51.3kmの標準単モードファイバ上で219.1kbpsのセキュアなキーレートを実現し、従来の離散成分実装と同等の性能を持つ。
この作業は、フォトニックチップ統合とデプロイ可能なQKDハードウェアのギャップを埋め、従来のラックマウント機器からコンパクトなボードレベルプラットフォームへのQKD送信機への移行に向けた重要なステップとなる。
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