Frequenzbin-kodierte, auf Verschränkung basierende Quant- µm -Schlüsselverteilung in einem rekonfigurierbaren Frequenzmultiplex-Netzwerk

Anahita Khodadad Kashi und Michael Kues

Abstrakt

Großflächige Quantennetzwerke im Mikrometerbereich µm erfordern dynamische und ressourceneffiziente Lösungen, um die Systemkomplexität bei gleichbleibender Sicherheit und Leistung zu reduzieren und so eine wachsende Anzahl von Nutzern über große Entfernungen zu unterstützen. Aktuelle Codierungsverfahren wie Zeitbin-, Polarisations- und Bahndrehmomentcodierung im µm -Bereich weisen mangelnde Rekonfigurierbarkeit und damit Skalierungsprobleme auf. Wir demonstrieren hier erstmals die Implementierung einer frequenzbincodierten, auf Verschränkung basierenden Quantenschlüsselverteilung µm µm sowie eine rekonfigurierbare Verteilung von Verschränkung mittels Frequenzbincodierung. Konkret stellen wir ein neuartiges, skalierbares Frequenzbin-Basisanalysatormodul vor, das eine passive, zufällige Basisauswahl als entscheidenden Schritt in Quantenprotokollen im µm Bereich ermöglicht und jeden Nutzer mit nur einemctoanstelle von viercto. Dies minimiert den Ressourcenaufwand massiv, reduziert den Beitrag der Dunkelzählrate, die Anfälligkeit für Seitenkanalangriffe auf diectound dasctound bietet somit eine erhöhte Sicherheit. Unser Ansatz bietet adaptives Frequenzmultiplexing, um die Anzahl der Kanäle (n µm ohne zusätzlichen Hardwareaufwand zu erhöhen. Dies ermöglicht höhere Schlüsselraten und rekonfigurierbare Mehrbenutzeroperationen. Perspektivisch ermöglicht unser Ansatz eine dynamische, ressourcenschonende Verteilung von Quanten- µm -Schlüsseln an mehrere Benutzer in unterschiedlichen Netzwerktopologien und erleichtert die Skalierbarkeit auf große Quanten µm Netzwerke.