論文の概要: Engineering Quantum Links: Noise and Quantum-State-Degradation Metrics over Metropolitan Fiber Network

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2609.11359v1
• Date: Thu, 10 Sep 2026 10:45:42 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-09-11 23:53:35.306357
• Title: Engineering Quantum Links: Noise and Quantum-State-Degradation Metrics over Metropolitan Fiber Network
• Title（参考訳）: エンジニアリング量子リンク:メトロポリタンファイバーネットワーク上のノイズと量子状態劣化メトリクス
• Abstract要約: 古典的リンク特徴付けの2つの基礎的指標のうち、量子ネットワークに匹敵するものを構築した。 ノイズ側では、SINRの光子計数量子アナログを採用する。 ビットエラー側では、光子内の量子状態をエンコードする主な自由度を考察する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 4.376469285036708
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Deploying quantum networks over existing network infrastructures requires the same engineering foundations that underpin classical communications: quantitative models of the channel's noise and of the impairments it imposes on the transmitted information. In this work, we build such a foundation on experimental measurements, grounding the quantum-network counterparts of the two cornerstone metrics of classical link characterization - namely, the SINR and the BER - on a 7.3 km deployed metropolitan-scale fiber-loop interconnecting two campuses of the University of Naples Federico II within the national QuantumInternet.it testbed. On the noise side, we adopt a photon-counting quantum analog of the SINR - in which dark counts constitute the intrinsic noise and the photons generated by classical traffic (through either spontaneous Raman scattering or inter-fiber crosstalk) constitute the interference - and we quantify each contribution directly on the deployed loop. On the bit-error side, we consider the main degrees-of-freedom available to encode a quantum state within an optical photon - namely, polarization, time, and frequency - and we quantify for each degree the channel-induced degradation and its drift over time. These results show that a quantum fiber link, like its classical counterpart, can be captured by a small set of measurable parameters, turning quantum networking over deployed fiber from a physics demonstration into an engineering design problem. Together, they provide the key ingredients of a quantum link budget for the Quantum Internet.
• Abstract（参考訳）: 既存のネットワークインフラストラクチャに量子ネットワークをデプロイするには、チャネルのノイズと送信された情報に課される障害の定量的モデルという、古典的なコミュニケーションの基盤となる同じエンジニアリング基盤が必要である。 本研究では,ナポリ大学フェデリコII校の2つのキャンパスを相互に相互接続する7.3kmの大規模ファイバーループ上に,古典的リンク特性の2つの基礎的指標であるSINRとBERの量子ネットワークを基盤として,実験的な測定の基礎を構築した。 ノイズ側では、暗カウントが固有のノイズを構成するSINRの光子計数量子アナログを採用し、古典的なトラフィック(自発的ラマン散乱またはファイバークロストークによる)によって生成された光子を干渉する。 ビットエラー側では、光光子内の量子状態を符号化する主な自由度は、偏光、時間、周波数であり、チャネル誘起劣化の度合いと時間とともにそのドリフトを定量化する。 これらの結果は、量子ファイバーリンクが古典的リンクと同様に、測定可能なパラメータの小さなセットによってキャプチャされ、物理実験から展開されたファイバー上の量子ネットワークがエンジニアリング設計問題に変換されることを示している。 共に、量子インターネットのための量子リンク予算の重要な要素を提供する。

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