太赫兹量子密码学
量子物理
2020-04-03 v2 其他凝聚态物理
光学
摘要
对于无线通信系统需求的一个著名经验法则是 Edholm 带宽定律。它指出，无线短距离通信对带宽的需求每 18 个月翻一番。随着对带宽需求的增长以及无线系统小区尺寸的减小，太赫兹（THz）通信系统预计将在现代应用中变得日益重要。伴随这一预期，以最佳方式保护用户隐私与安全的需求也随之而来。考虑到这一点，我们展示了量子密钥分发可在 THz 频段运行，并推导了针对现实集体攻击的相关密钥速率。在扩展的 THz 范围（0.1 至 50 THz）内，我们发现低于 1 THz 时主要不利因素是热噪声，而在更高频率下则是大气吸收。我们的结果表明，高速率 THz 量子密码学在数米（使用直接协调）到约 220 米（通过反向协调）的距离内是可行的。我们还给出了可用于实现我们 THz 量子密钥分发方案的具体物理硬件与架构示例。
引用
@article{arxiv.1805.03514,
title = {Terahertz Quantum Cryptography},
author = {Carlo Ottaviani and Matthew J. Woolley and Misha Erementchouk and John F. Federici and Pinaki Mazumder and Stefano Pirandola and Christian Weedbrook},
journal= {arXiv preprint arXiv:1805.03514},
year = {2020}
}
备注
REVTeX. 14 pages. 5 figures. Accepted version