集成光子芯片上实现高速量子密钥分发
量子物理
2025-04-14 v1
摘要
量子密钥分发（QKD）提供的信息论安全性由量子力学定律保证，能够抵御包括量子计算机在内的未来计算威胁。尽管QKD技术显示出巨大的应用前景，但其广泛采用仍高度依赖于可用性和可行性，密钥速率性能和成本效益是关键评估指标。本文报道了一种基于集成硅光子技术的QKD系统，在10公里的都市距离上实现了1.213兆比特每秒的密钥速率，采用极化复用技术。我们的工作贡献如下：首先，在量子光学层面，我们开发了工作于室温下40 Gbaud/s的芯内量子发射器和高效量子接收器。其次，我们设计了一种基于极化码的信息论重构的离散调制连续变数（DM CV）QKD实现，实现了潜在的高吞吐量实时数据处理。我们的结果表明，这是一种实用型QKD解决方案，兼具高性能与成本效益。我们预计这一研究将为大规模量子安全网络铺平道路。
引用
@article{arxiv.2504.08298,
title = {Gigabit-rate Quantum Key Distribution on Integrated Photonic Chips},
author = {Si Qi Ng and Florian Kanitschar and Gong Zhang and Chao Wang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2504.08298},
year = {2025}
}