論文の概要: Entanglement-based quantum key distribution with data in hollow-core fiber
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2607.25331v1
- Date: Tue, 28 Jul 2026 06:32:14 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-07-29 20:50:42.732642
- Title: Entanglement-based quantum key distribution with data in hollow-core fiber
- Title（参考訳）: ホロウコアファイバのデータを用いたエンタングルメントに基づく量子鍵分布
- Authors: Yue Luo, Sheng Liu, Yun-Ru Fan, Da-Wei Ge, Zhi-Yang Liu, Hao Li, Si Shen, Zi-Chang Zhang, Hai-Zhi Song, Li-Xing You, Tao Zhou, Kai Guo, Guang-Can Guo, Qiang Zhou,
- Abstract要約: 単一ファイバーにおける量子情報と古典的な信号の共存は、将来の量子ネットワークにとって不可欠である。
エンタングルメントに基づく鍵と18kmのリンク上のデータとの共存を実証する。
その結果,PSCFシステムに比べて性能が有意に向上した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 23.500068385135013
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: The coexistence of quantum information and classical signals in a single fiber is essential for future quantum networks that leverage the well-established optical fiber infrastructure. Although multiplexing technologies can separate quantum and classical signals, pure silica core fibers (PSCFs) remain fundamentally limited by the high nonlinearity, which generates substantial Raman scattering and four-wave mixing noise. Hollow-core fibers (HCFs), guiding light predominantly in air, offer an attractive solution with intrinsically ultra-low nonlinearity and strongly suppressed nonlinear noise. In this work, we demonstrate the entanglement-based key coexisting with data over an 18-km HCF link. We achieve time-encoded high-dimensional quantum key distribution (HD-QKD) carrying 0 dBm of bidirectional received power, corresponding to a theoretical data capacity of up to 2.3 Tbps. During 24 hours of continuous operation, an average secret key rate (SKR) of 10.56 kbps is obtained. Theoretical analysis further predicts SKRs above 135 kbps over transmission distances exceeding 200 km using state-of-the-art low-loss HCFs. These results show significantly improved performance compared with PSCF-based systems and highlight the potential of HCFs for scalable quantum-classical coexistence compatible with the architectures of established fiber-optic networks.
- Abstract（参考訳）: 単一ファイバーにおける量子情報と古典的信号の共存は、確立された光ファイバー基盤を利用する将来の量子ネットワークにとって不可欠である。
多重化技術は量子信号と古典信号を分離することができるが、純粋なシリカコアファイバ(PSCF)は高非線形性によって基本的に制限され、ラマン散乱と4波混合ノイズが生じる。
ホローコアファイバ(HCF)は、主に空気中の光を誘導し、本質的に超低非線形性と強い非線形雑音の魅力的な解を提供する。
本研究では,18kmのHCFリンク上のデータと絡み合いに基づく鍵の共存を実証する。
我々は、最大2.3Tbpsの理論的データ容量に対応する、双方向受信電力0dBmの時間符号化された高次元量子鍵分布(HD-QKD)を実現する。
24時間連続操作では、10.56kbpsの平均秘密鍵レート(SKR)が得られる。
理論解析は、最先端の低損失HCFを用いて、200kmを超える送信距離で135kbpsを超えるSKRを予測している。
これらの結果はPSCFベースのシステムと比較して性能が大幅に向上し、確立された光ファイバーネットワークのアーキテクチャと互換性のあるスケーラブルな量子古典的共存のためのHCFの可能性を強調した。
関連論文リスト
- Co-Propagation of Quantum Time Synchronization and Optical Frequency Transfer over a 122 km Hollow-Core Fiber [14.5098510756184]
共有光ファイバによる量子信号と古典信号の共伝播は、スケーラブルな量子ネットワークにとって不可欠である。
本稿では、中空コアファイバ(HCF)の本質的に低い非線形性を利用して、SpRSノイズを抑制することで、この長年の課題を克服する。
我々は122kmのリンク上で同時送信を実演した。
論文 参考訳（メタデータ） (2026-02-22T02:59:32Z) - Distribution of Telecom Entangled Photons through a 7.7 km Antiresonant Hollow-Core Fiber [33.7054351451505]
反共振型中空コア光ファイバ(AR-HCF)は優れた光誘導特性を示す。
AR-HCFは、タイムビンベースの量子鍵分配プロトコルにおけるセキュアな鍵レートを向上させることができる。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-08-02T18:00:01Z) - Eavesdropper localization for quantum and classical channels via
nonlinear scattering [58.720142291102135]
量子鍵分布(QKD)は物理学の法則に基づく理論的セキュリティを提供する。
本稿では,古典的チャネルだけでなく,量子的チャネルにも応用可能なeavesdropper位置に関する新しいアプローチを提案する。
提案手法は, 標準光ファイバ内部のcm精度で1%のエバネッセントアウトカップリングを局在させる作業において, 従来のOTDRよりも優れていることを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-06-25T21:06:27Z) - High-rate sub-GHz linewidth bichromatic entanglement source for quantum
networking [59.191830955730346]
本研究では,ダイヤモンド中の4波長混合に基づく熱的ルビジウム蒸気中の絡み合い源について検討した。
我々は、以前報告された原子源よりも桁違いに高い107, /s$以上の繊維内絡み合ったペア生成率を達成することができる。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-04-11T21:19:30Z) - 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) - High-dimensional quantum key distribution using energy-time entanglement
over 242 km partially deployed fiber [8.905152890117282]
量子鍵分布(QKD)は量子通信において重要な要素である。
我々は242kmの光ファイバーを伝送するエネルギー時間交絡光子対を用いた実験的QKDを報告した。
キーレートが0.22bps、0.06bps、有限サイズでセキュアなキーを生成する。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-12-06T01:37:57Z) - 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) - Characterization and stability measurement of deployed multicore fibers
for quantum applications [50.591267188664666]
我々は,L'Aquila市の地下に設置した4コアマルチコアファイバの複数ストランドを,位相安定性の観点から初めて特徴付ける。
本研究では,高次元量子鍵分布や量子ベース環境センサなどの量子強化方式を実現するために,そのようなインフラを利用することの可能性を検討する。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-03-11T18:24:59Z) - 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) - Long-distance transmission of quantum key distribution coexisting with
classical optical communication over weakly-coupled few-mode fiber [13.259161549224265]
量子鍵分布(QKD)は、量子情報処理における最も実用的な応用の1つである。
弱結合FMF上での古典的光通信と共存するQKD実装を初めて提示する。
QKDと100Gbpsの古典的データチャネルを2.60dBmで共用し、86km FMFで1.3kbpsのセキュアな鍵生成を実現する。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-02-02T15:58:36Z)
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。