We propose a multiple-input multiple-output (MIMO) quantum key distribution (QKD) scheme for terahertz (THz) frequency applications operating at room temperature. Motivated by classical MIMO communications, a transmit-receive beamforming scheme is proposed that converts the rank-$r$ MIMO channel between Alice and Bob into $r$ parallel lossy quantum channels. Compared with existing single-antenna QKD schemes, we demonstrate that the MIMO QKD scheme leads to performance improvements by increasing the secret key rate and extending the transmission distance. Our simulation results show that multiple antennas are necessary to overcome the high free-space path loss at THz frequencies. We demonstrate a non-monotonic relation between performance and frequency, and reveal that positive key rates are achievable in the $10-30$ THz frequency range. The proposed scheme can be used for both indoor and outdoor QKD applications for beyond fifth-generation ultra-secure wireless communications systems.


翻译:我们为室温条件下操作的terahertz(Thz)频率应用提出了多投入多输出量子键分配(QKD)计划,在传统的MIMO通信的推动下,提出了一种传输接收波束成型计划,将Alice和Bob之间的一级-美元MIMO频道转换为美元平行损失量子频道。与现有的单亚麻纳QKD计划相比,我们证明IMO QKD计划通过增加秘密密钥率和扩大传输距离而导致绩效改善。我们的模拟结果表明,多重天线对于克服Thz频率的高自由空间路径损失是必要的。我们展示了性能和频率之间的非移动关系,并表明在10-30美元的THz频率范围内可以实现正关键率。拟议计划可用于第5代超安全无线通信系统的室内和室外QKD应用。

0
下载
关闭预览

相关内容

专知会员服务
25+阅读 · 2021年4月2日
知识图谱推理,50页ppt,Salesforce首席科学家Richard Socher
专知会员服务
108+阅读 · 2020年6月10日
Fariz Darari简明《博弈论Game Theory》介绍,35页ppt
专知会员服务
110+阅读 · 2020年5月15日
MIT新书《强化学习与最优控制》
专知会员服务
275+阅读 · 2019年10月9日
已删除
将门创投
4+阅读 · 2020年6月12日
神器Cobalt Strike3.13破解版
黑白之道
12+阅读 · 2019年3月1日
Disentangled的假设的探讨
CreateAMind
9+阅读 · 2018年12月10日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
Hierarchical Disentangled Representations
CreateAMind
4+阅读 · 2018年4月15日
Adversarial Variational Bayes: Unifying VAE and GAN 代码
CreateAMind
7+阅读 · 2017年10月4日
Arxiv
0+阅读 · 2021年9月13日
Arxiv
0+阅读 · 2021年9月13日
Arxiv
0+阅读 · 2021年9月9日
VIP会员
相关资讯
已删除
将门创投
4+阅读 · 2020年6月12日
神器Cobalt Strike3.13破解版
黑白之道
12+阅读 · 2019年3月1日
Disentangled的假设的探讨
CreateAMind
9+阅读 · 2018年12月10日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
Hierarchical Disentangled Representations
CreateAMind
4+阅读 · 2018年4月15日
Adversarial Variational Bayes: Unifying VAE and GAN 代码
CreateAMind
7+阅读 · 2017年10月4日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员