跨国家级电信基础设施的相干量子通信
量子物理
2024-05-22 v2 光学
摘要
量子通信利用叠加和纠缠等量子现象来增强远程节点间的信息传输。相干量子通信是基于相位的量子互联网架构的关键，要求节点间具备光学相干性，通常涉及单光子干涉。诸如保持光学相干性和集成先进单光子探测器等挑战，阻碍了其在现有电信网络中的部署。本研究介绍了支持相干量子通信的架构与技术的创新方法，标志着其首次在德国法兰克福与凯尔之间的商业电信基础设施中成功集成。采用 Twin Field Quantum Key Distribution 协议，我们在 254 km 的距离上实现了 110 bit/s 的加密密钥分发。该系统具备测量设备无关特性与非低温冷却探测器，代表了电信基础设施上首个有效的量子中继器实现，以及迄今为止最长距离的实用量子密钥分发部署，并验证了基于相位的量子互联网架构的可行性。
引用
@article{arxiv.2405.11990,
title = {Coherent Quantum Communications Across National Scale Telecommunication Infrastructure},
author = {Mirko Pittaluga and Yuen San Lo and Adam Brzosko and Robert I. Woodward and Matthew S. Winnel and Thomas Roger and James F. Dynes and Kim A. Owen and Sergio Juarez and Piotr Rydlichowski and Domenico Vicinanza and Guy Roberts and Andrew J. Shields},
journal= {arXiv preprint arXiv:2405.11990},
year = {2024}
}
备注
22 pages, 9 figures. Methods and supplementary materials are included. NOTES on v2: corrected the placement of Fig. 2 and Fig. S4. The figures were swapped on v1 of the uploaded manuscript