論文の概要: Proof-of-principle long-distance Sagnac twin-field quantum key distribution network

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2609.04447v1
• Date: Thu, 03 Sep 2026 20:10:07 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-09-07 18:15:23.812062
• Title: Proof-of-principle long-distance Sagnac twin-field quantum key distribution network
• Title（参考訳）: 原理的長距離サニャックツインフィールド量子鍵分布ネットワークの試作
• Abstract要約: 本研究では, 単光子アバランシェ検出器を用いて, 127kmのサニャックTFQKDネットワークの実証実験を行った。 1パルスあたり1.398times10-5$のセキュアな鍵レートは、102kmのファイバと45dBの全体的な損失を持つ非対称通信チャネルで達成される。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.48745947329256945
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Twin-field (TF) quantum key distribution (QKD) offers a promising approach to long-distance QKD networks due to its superior performance over large channel losses. Due to specialized hardware requirements, nearly all long-distance TFQKD demonstrations have only two users exchanging keys, rather than a network with three or more users. In this work, we experimentally demonstrate a proof-of-principle three-user-pair Sagnac TFQKD network spanning 127-km using single-photon avalanche detectors without any active phase stabilization or postcompensation. We implement efficient procedures for maintaining polarization stability and circumventing Rayleigh backscattering noise to achieve a stable Sagnac interference visibility of $93\pm1$% over one hour. A secure key rate of $1.398\times10^{-5}$ bits per pulse is achieved over an asymmetric communication channel with 102-km fiber and 45-dB overall loss. To our knowledge, this is the first TFQKD network without active phase stabilization or postcompensation achieved over long fibers. Our results represent a highly practical and cost-effective approach to long-distance QKD networks.
• Abstract（参考訳）: ツインフィールド(TF)量子鍵分布(QKD)は、大きなチャネル損失よりも優れた性能のため、長距離QKDネットワークに有望なアプローチを提供する。 特別なハードウェア要件のため、ほぼすべての長距離TFQKDデモは、3人以上のユーザーを持つネットワークではなく、キーを交換する2人のユーザしか持たない。 本研究では, 単光子アバランシェ検出器を用いて, アクティブ位相安定化や後補償を行わずに, 127kmにまたがる3ユーザペアサニャックTFQKDネットワークの実証実験を行った。 偏光安定性を保ち、レイリー後方散乱ノイズを回避し、サニャック干渉の可視性を1時間で9,3\pm1$%の安定な可視性を達成するための効率的な手順を実装した。 1パルスあたり1.398\times10^{-5}$ビットのセキュアな鍵レートは、102kmのファイバと45dBの全体的な損失を持つ非対称通信チャネルで達成される。 我々の知る限り、これは長繊維上でのアクティブ位相安定化や後補償のない最初のTFQKDネットワークである。 この結果は、長距離QKDネットワークに対する実用的で費用対効果の高いアプローチである。

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