Demonstration of 1.3 /spl mu/m quantum key distribution (QKD) compatibility with 1.5 /spl mu/m metropolitan wavelength division multiplexed (WDM) systems

Author(s):  
R.J. Runser ◽  
T.E. Chapuran ◽  
P. Toliver ◽  
M.S. Goodman ◽  
J. Jackel
2021 ◽  
pp. 2150479
Author(s):  
Jia-Hao Li ◽  
Lei Shi ◽  
Tian-Xiu Li ◽  
Yang Xue ◽  
Zhi-Yun Zhang ◽  
...  

The integration of quantum key distribution (QKD) devices with the existing optical fiber networks is of great significance in reducing the deployment costs and saving fiber resources. Wavelength division multiplexing (WDM) is expected to be a desirable approach to fulfill this ultimate task. In this paper, we analyze the dominant noises in WDM-based QKD system and optimize the key parameters based on a modified model with 200 GHz channel spacing. Then, an appropriate decoy-state method is adopted to estimate the system performance considering statistical fluctuations. Finally, a three-layer artificial neural network is used to train and predict the optimal mean photon numbers within different situations. Our work provides a useful method for the parameters optimization of WDM-QKD system and accelerates the practical development of QKD that coexists with the current backbone fiber infrastructure.


Author(s):  
Hiền

Phân phối khoá lượng tử QKD (Quantum Key Distribution) là giải pháp có khả năng đảm an ninh vô điều kiện nhờ áp dụng luật cơ lượng tử để phân phối khóa an toàn giữa hai bên hợp pháp với sự hiện diện của kẻ nghe lén. Sử dụng vệ tinh để phân phối khóa lượng tử tới các trạm mặt đất qua kênh quang không gian tự do FSO (Free Space Optic) là giải pháp hứa hẹn tạo ra một mạng QKD phạm vi toàn cầu. Tuy nhiên, do ảnh hưởng của kênh FSO, đặc biệt là nhiễu loạn khí quyển, tốc độ truyền khóa bí mật SKR (Secret Key Rate) của các hệ thống QKD hiện tại bị hạn chế. Do đó, nghiên cứu này đề xuất mô hình hệ thống QKD đa kênh dựa trên ghép kênh phân chia theo bước sóng WDM (Wavelength Division Multiplexing) và ghép kênh sóng mang phụ SCM (Sub Carrier Multiplexing) nhằm tăng SKR. Sử dụng phương pháp phân tích lý thuyết với các công cụ giải tích và xác suất, nhóm tác giả đã xây dựng các công thức tính toán SKR và tỉ lệ lỗi bit lượng tử của hệ thống đề xuất. Kết quả khảo sát hiệu năng cho thấy, hệ thống QKD đa kênh cho phép cải thiện SKR so với hệ thống đơn kênh trong khi vẫn đảm bảo yêu cầu về QBER (Quantum Bit Error Rate).


Sign in / Sign up

Export Citation Format

Share Document