高速连续变量量子密钥分发与空芯光纤中Tb/s相干经典传输共存
量子物理
2026-07-16 v1 光学
摘要
量子密钥分发（QKD）可以提供安全性植根于量子力学的密钥，但与高容量经典流量同时运行仍受限于传统实芯光纤中弱量子态的过量噪声预算。在此，我们结合超低损耗抗谐振空芯光纤与残余载波辅助离散调制连续变量QKD（DM-CV-QKD），以解决传播引起的共存噪声和低信噪比相位恢复问题。在具有3.3 dB端到端损耗的24.3公里空芯链路上，双偏振15 Gbaud DM-CV-QKD信道实现了153.22 Mb/s的平均渐近密钥率（SKR）和149.99 Mb/s的有限尺寸SKR，而39个相干波分复用信道提供了7.6 Tb/s的总数据速率和7.2 Tb/s的净数据速率。该系统甚至可以在高达15 dBm的高经典发射功率下维持正的SKR，而无需光学带通滤波器（BPF）。针对集体攻击的有限尺寸分析进一步预测了在100公里等效条件下的正密钥率。这些结果表明，抗谐振空芯光纤结合载波辅助相位恢复可以极大地扩展共享光纤量子安全相干链路的工作范围，为将高速CV-QKD与高容量光网络集成提供了一种有前景的方法。
引用
@article{arxiv.2607.14704,
title = {High-rate continuous-variable quantum key distribution coexisting with Tb/s coherent classical transmission in hollow-core fiber},
author = {Xitao Ji and Siyu Chen and Peng Li and Mingming Zhang and Yilun Chen and Jun Gao and Rui Lin and Bacco Davide and Siqi Yan and Ming Tang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2607.14704},
year = {2026}
}