量子与经典信道在C波段的时分复用共传输
量子物理
2023-10-11 v2 密码学与安全
网络与互联网体系结构
摘要
量子密钥分发(QKD)技术的成功商业部署需要将QKD链路集成到现有光纤中，并与经典数据业务共享同一光纤网络。为抑制来自经典数据信道的自发拉曼散射(SpRS)噪声，已发展了多种量子/经典共存策略。O波段方案将QKD信道置于O波段以获得较低的SpRS噪声，但代价是更高的光纤损耗，且传输距离很少超过80 km；另一种方法是C波段共存配合衰减的经典信道，以牺牲经典信道性能来降低SpRS噪声。本工作展示了一种时分复用技术，可在C波段实现量子与经典信道的共传输，且不牺牲任一方的性能。通过将QKD脉冲嵌入经典数据帧之间的间隙，量子信道在波长和时域上均与SpRS噪声隔离。实验演示了偏振编码诱饵态BB84 QKD信道与100 Gb/s QPSK信道在C波段共传输，在20、50和100 km光纤上分别取得量子比特误码率(QBER)为1.12%、2.04%和3.81%，安全密钥率(SKR)为39.5 kb/s、6.35 kb/s和128 b/s。这些结果是在高达10 dBm的经典发射功率下取得的，至少比已报道工作高一个数量级。我们还演示了QKD信道与八个经典信道共传输，总发射功率高达18 dBm(每信道9 dBm)，这是C波段共存工作中报道的最高经典信道功率。
引用
@article{arxiv.2304.13828,
title = {Time-Interleaved C-band Co-Propagation of Quantum and Classical Channels},
author = {Jing Wang and Brian J. Rollick and Bernardo A. Huberman},
journal= {arXiv preprint arXiv:2304.13828},
year = {2023}
}