Fast Single Photon Detectors and real-time Key Distillation: Enabling High Secret Key Rate QKD Systems
Auteurs : Fadri Grünenfelder (Group of Applied Physics, Rue de l'Ecole-de-Médecine 20, CH-1211 Genève 4, Switzerland), Alberto Boaron (Group of Applied Physics, Rue de l'Ecole-de-Médecine 20, CH-1211 Genève 4, Switzerland), Matthieu Perrenoud (Group of Applied Physics, Rue de l'Ecole-de-Médecine 20, CH-1211 Genève 4, Switzerland), Giovanni V. Resta (Group of Applied Physics, Rue de l'Ecole-de-Médecine 20, CH-1211 Genève 4, Switzerland), Davide Rusca (Group of Applied Physics, Rue de l'Ecole-de-Médecine 20, CH-1211 Genève 4, Switzerland), Claudio Barreiro (Group of Applied Physics, Rue de l'Ecole-de-Médecine 20, CH-1211 Genève 4, Switzerland), Raphaël Houlmann (Group of Applied Physics, Rue de l'Ecole-de-Médecine 20, CH-1211 Genève 4, Switzerland), Rebecka Sax (Group of Applied Physics, Rue de l'Ecole-de-Médecine 20, CH-1211 Genève 4, Switzerland), Lorenzo Stasi (Group of Applied Physics, Rue de l'Ecole-de-Médecine 20, CH-1211 Genève 4, Switzerland), Sylvain El-Khoury (ID Quantique SA, Rue Eugène-Marziano 25, CH-1227 Acacias - Genève Switzerland), Esther Hänggi (Lucerne School of Computer Science and Information Technology, Suurstoffi 1, CH-6343 Rotkreuz, Switzerland), Nico Bosshard (Lucerne School of Computer Science and Information Technology, Suurstoffi 1, CH-6343 Rotkreuz, Switzerland), Félix Bussières (ID Quantique SA, Rue Eugène-Marziano 25, CH-1227 Acacias - Genève Switzerland), Hugo Zbinden (Group of Applied Physics, Rue de l'Ecole-de-Médecine 20, CH-1211 Genève 4, Switzerland)
Points clés générés par l'IA
- La distribution de clés quantiques est en croissance depuis 20 ans et disponible commercialement.
- Les taux de clés secrètes sont limités à quelques Mbps.
- Des détecteurs uniques à nanofils supraconducteurs multipixels personnalisables et des électroniques d'acquisition rapide et de distillation de clé en temps réel ont été présentés pour augmenter le SKR d'un ordre de grandeur.
- En combinaison avec un système simple de distribution de clé quantique, il est possible de générer des clés secrètes à un taux plus élevé sur une distance plus longue.
- Les auteurs incluent plusieurs scientifiques du Groupe de physique appliquée, ainsi que des chercheurs d'autres institutions.
- L'article a été soumis pour publication dans Nature Photonics.
- -La distribution de clés quantiques a connu une croissance continue au cours des 20 dernières années et est maintenant disponible commercialement. Cependant, les taux de clés secrètes (SKR) sont encore limités à quelques Mbps. Dans cet article, nous présentons des détecteurs uniques à nanofils supraconducteurs multipixels personnalisables et des électroniques d'acquisition rapide et de distillation de clé en temps réel qui suppriment les obstacles existants et permettent une augmentation du SKR d'un ordre de grandeur. En combinaison avec un système simple de distribution de clé quantique à intervalle temporel cadencé à 2,5 GHz, nous pouvons générer des clés secrètes à un taux de 64 Mbps sur une distance de 10 km et à un taux de 3 Mbps sur une distance de 102 km avec distillation en temps réel. Les auteurs incluent Fadri Grünenfelder, Alberto Boaron, Matthieu Perrenoud, Giovanni V. Resta, Davide Rusca, Claudio Barreiro, Raphaël Houlmann Rebecka Sax , Lorenzo Stasi et Sylvain El-Khoury du Groupe de physique appliquée ainsi qu'Esther Hänggi et Nico Bosshard du Lucerne School of Computer Science and Information Technology et Félix Bussières d'ID Quantique
Résumé : Quantum Key Distribution has made continuous progress over the last 20 years and is now commercially available. However, the secret key rates (SKR) are still limited to a few Mbps. Here, we present a custom multipixel superconducting nanowire single-photon detectors and fast acquisition and real-time key distillation electronics, removing two roadblocks and allowing an increase of the SKR of more than an order of magnitude. In combination with a simple 2.5 GHz clocked time-bin quantum key distribution system, we can generate secret keys at a rate of 64 Mbps over a distance of 10.0 km and at a rate of 3.0 Mbps over a distance of 102.4 km with real-time key distillation.
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