論文の概要: An asymmetric atom-photon architecture for device-independent quantum key distribution over 25 km
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2609.25795v2
- Date: Wed, 23 Sep 2026 09:19:59 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-09-25 00:05:17.674142
- Title: An asymmetric atom-photon architecture for device-independent quantum key distribution over 25 km
- Title（参考訳）: 25kmを超えるデバイス非依存量子鍵分布のための非対称原子-光子構造
- Abstract要約: デバイス非依存の量子鍵分布(DIQKD)は、測定装置の内部動作を信頼せずにセキュリティを保証する。
ここでは、25,mathrmkm以上で実装されたイベント対応非対称な原子-光子アーキテクチャの要求に対処する。
S|=2.75+0.16_-0.15$のクレーター=ホルン=シモニー=ホルトパラメータは、正のシークレットキー分数に対して必要となる閾値$|S|=2.362$を超える。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Device-independent quantum key distribution (DIQKD) can guarantee security without trusting the internal workings of the measurement devices, but extending it to fiber networks demands high-quality entanglement, reliable heralding, and faithful photon transmission simultaneously. Here, we address these requirements in an event-ready asymmetric atom-photon architecture implemented over $25\,\mathrm{km}$ of spooled telecom fiber. A single trapped $^{40}\mathrm{Ca}^{+}$ ion forms one party of the protocol while a single transmitted photon measured at the remote station forms the other. Double quantum frequency conversion and active polarization stabilization preserve the atom-photon quantum correlation across the full link. We obtain a Clauser-Horne-Shimony-Holt parameter of $|S|=2.75^{+0.16}_{-0.15}$, exceeding the threshold $|S|=2.362$ required for a positive asymptotic secret-key fraction under the DIQKD model used. Within the same asymptotic model, this corresponds to a conservative estimate of 69 secret-key bits out of 10908 detected Bell states. The demonstrated architecture establishes a route towards DIQKD in heterogeneous, repeater-compatible quantum networks.
- Abstract（参考訳）: デバイス非依存の量子鍵分布(DIQKD)は、測定装置の内部動作を信頼せずにセキュリティを保証することができるが、ファイバーネットワークに拡張するには高品質な絡み合い、信頼性の高いシーディング、忠実な光子伝送を同時に要求する。
ここでは,これらの要件を,25,\mathrm{km}$のスプールファイバー上に実装された,イベント対応非対称な原子-光子アーキテクチャで解決する。
1つのトラップされた$^{40}\mathrm{Ca}^{+}$ ionはプロトコルの1つのパーティを形成し、一方の送信光子はリモートステーションで測定される。
二重量子周波数変換とアクティブ偏光安定化は、全リンクにわたる原子-光子量子相関を保存する。
DIQKDモデルの下での正の漸近的秘密鍵分画に必要となる閾値$|S|=2.75^{+0.16}_{-0.15}$のクレーター=ホルン=シモニー=ホルトパラメータを求める。
同じ漸近モデルの中で、これはベル状態が検出された10908の内69個の秘密鍵ビットの保存的推定に対応する。
実証されたアーキテクチャは、異種リピータ互換量子ネットワークにおけるDIQKDへのルートを確立する。
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