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Simultaneous two-way classical communication and measurement-deviceindependent quantum key distribution on oceanic quantum channels

引用

Communications in Theoretical Physics 2022年第12期74卷 21-34页

作者： Hongyang Hu Hai Zhong Wei Ye Ying Guo School of Automation Central South UniversityChangsha 410083China School of Computer Science and Engineering Central South UniversityChangsha 410083China

Simultaneous two-way classical and quantum(STCQ)communication combines both continuous classical coherent optical communication and continuous-variable quantum key distribution(CVQKD),which eliminates all detection-related imperfections by being measurement-device-independent(MDI).In this paper,we propose a protocol relying on STCQ communication on the oceanic quantum channel,in which the superposition-modulation-based coherent states depend on the information bits of both the secret key and the classical communication *** analyse the encoding combination in classical communication and consider the probability distribution transmittance under seawater turbulence with various interference *** numerical simulations of various practical scenarios demonstrate that the proposed protocol can simultaneously enable two-way classical communication and CV-MDI QKD with just a slight performance degradation transmission distance compared to the original CV-MDI QKD ***,the asymmetric situation outperforms the symmetric case in terms of transmission distance and optical modulation *** further take into consideration the impact of finite-size effects to illustrate the applicability of the proposed scheme in practical *** results show the feasibility of the underwater STCQ scheme,which contributes toward developing a global quantum communication network in free space.

关键词： continuous-variable quantum key distribution measurement-device-independent simultaneous oceanic turbulence channel transmittance

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