Nanosystems: Phys. Chem. Math., 2023, 14 (3), 342–348
Measurement-device-independent continuous variable quantum key distribution protocol operation in optical transport networks
Irina Vorontsova – ITMO University, St. Petersburg, Russia
Roman Goncharov – ITMO University, St. Petersburg, Russia
Sergey Kynev – ITMO University, St. Petersburg; SMARTS-Quanttelecom LLC, St. Petersburg, Russia
Fedor Kiselev – ITMO University, St. Petersburg; SMARTS-Quanttelecom LLC, St. Petersburg, Russia
Vladimir Egorov – ITMO University, St. Petersburg; SMARTS-Quanttelecom LLC, St. Petersburg, Russia
Corresponding author: Irina Vorontsova, iovorontsova@itmo.ru
DOI 10.17586/2220-8054-2023-14-3-342-348
PACS 03.67.-a, 42.50.-p
ABSTRACT Numerically, a theoretical analysis of the noise impact caused by spontaneous Raman scattering, four-wave mixing, and linear channel crosstalk on the measurement-device-independent continuous variable quantum key distribution systems is conducted. The analysis considers symmetry and asymmetry of system paths, as well as possible channel allocation schemes, for a quantum channel located in C- and O-bans. Mathematical models for MDI CV-QKD system and the contributing noises’ description are provided. The secure key generation rate is estimated to state features of protocol operation when integrated with existing DWDM systems in the context of its implementation into telecommunication networks.
KEYWORDS device-independence, quantum key distribution, continuous variables
ACKNOWLEDGEMENTS The work was done by Leading Research Center “National Center for Quantum Internet” of ITMO University by the order of JSCo Russian Railways.
FOR CITATION Vorontsova I., Goncharov R., Kynev S., Kiselev F., Egorov V. Measurement-device-independent continuous variable quantum key distribution protocol operation in optical transport networks. Nanosystems: Phys. Chem. Math., 2023, 14 (3), 342–348.
[In Russian] И.О. Воронцова, Р.К. Гончаров, С.М. Кынев, Ф.Д. Киселёв, В.И. Егоров
Работа протокола квантового распределения ключей на непрерывных переменных, не зависящего от измерительных устройств, в оптических транспортных сетях
УДК 530.145:535.12:681.7:53.082.5
АННОТАЦИЯ Проведен численный анализ влияния шумов, вызванных спонтанным комбинационным рассеянием, четырехволновым смешением и линейными перекрестными помехами каналов, на независящие от измерительных устройств (MDI) системы квантового распределения ключей (КРК) на непрерывных переменных (НП). Анализ учитывает симметричность и асимметричность плеч системы, а также возможные схемы распределения каналов для квантового канала, расположенного в C- и O-диапазонах. Приведены математические модели для системы MDI КРКНП и описание указанных шумов. Оценивается скорость генерации секретного ключа с учетом особенностей работы протокола при интеграции с существующими системами DWDM в контексте последующей реализации в телекоммуникационных сетях.
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА независимость от устройств, квантовое распределение ключа, непрерывные переменные.
