Quantum key distribution implemented with d-level time-bin entangled photons
Notice bibliographique
Résumé
High-dimensional photon states (qudits) are pivotal to enhance the information capacity, noise robustness, and data rates of quantum communications. Time-bin entangled qudits are promising candidates for implementing high-dimensional quantum communications over optical fiber networks with processing rates approaching those of classical telecommunications. However, their use is hindered by phase instability, timing inaccuracy, and low scalability of interferometric schemes needed for time-bin processing. As well, increasing the number of time bins per photon state typically requires decreasing the repetition rate of the system, affecting in turn the effective qudit rates. Here, we demonstrate a fiber-pigtailed, integrated photonic platform enabling the generation and processing of picosecond-spaced time-bin entangled qudits in the telecommunication C band via an on-chip interferometry system. We experimentally demonstrate the Bennett-Brassard-Mermin 1992 quantum key distribution protocol with time-bin entangled qudits and extend it over a 60 km-long optical fiber link, by showing dimensionality scaling without sacrificing the repetition rate. Our approach enables the manipulation of time-bin entangled qudits at processing speeds typical of standard telecommunications (10 s of GHz) with high quantum information capacity per single frequency channel, representing an important step towards an efficient implementation of high-data rate quantum communications in standard, multi-user optical fiber networks.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,002 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».