Designing a practical Continuous Variable (CV) Quantum Key Distribution (QKD) system requires an estimation of the quantum channel characteristics and the extraction of secure keys based on a large number of distributed quantum signals. On standard processors, it can take hours to reconcile the required number of quantum signals. This problem is exacerbated for Low Earth Orbit (LEO) satellite CV-QKD, where the satellite flyover time is less than a few minutes. A potential solution is massive parallelisation of the classical reconciliation where a large-code block is subdivided into many shorter blocks for individual decoding. However, the penalty of this procedure on the important final secured key rate is non-trivial to determine and hitherto has not been formally analysed. In this work, we fill this important knowledge gap via detailed analyses and experimental verification of a CV-QKD sliced reconciliation protocol that uses large block-length low-density parity-check decoders. Our new solution results in a significant increase in the final key rate relative to non-optimised reconciliation. In addition, it allows for the acquisition of quantum secured messages between terrestrial stations and LEO satellites within a flyover timescale even using off-the-shelf processors. Our work allows for optimised global quantum networks secured via fundamental physics.

中文翻译：

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全球量子网络的优化多线程 CV-QKD 协调

设计一个实用的连续变量 (CV) 量子密钥分配 (QKD) 系统需要估计量子信道特征并基于大量分布式量子信号提取安全密钥。在标准处理器上，协调所需数量的量子信号可能需要数小时。对于低地球轨道 (LEO) 卫星 CV-QKD，这一问题更加严重，其卫星飞越时间不到几分钟。一个潜在的解决方案是经典协调的大规模并行化，其中一个大代码块被细分为许多较短的块以进行单独解码。然而，这个过程对重要的最终安全密钥速率的惩罚是非常重要的，并且迄今为止还没有被正式分析过。在这项工作中，我们通过对使用大块长度低密度奇偶校验解码器的 CV-QKD 切片协调协议进行详细分析和实验验证来填补这一重要的知识空白。相对于未优化的对账，我们的新解决方案导致最终密钥率显着提高。此外，即使使用现成的处理器，它也允许在飞越时间尺度内获取地面站和 LEO 卫星之间的量子安全信息。我们的工作允许通过基础物理学保护优化的全球量子网络。即使使用现成的处理器，它也允许在飞越时间尺度内获取地面站和 LEO 卫星之间的量子安全信息。我们的工作允许通过基础物理学保护优化的全球量子网络。即使使用现成的处理器，它也允许在飞越时间尺度内获取地面站和 LEO 卫星之间的量子安全信息。我们的工作允许通过基础物理学保护优化的全球量子网络。