論文の概要: Atmospheric effects on satellite-to-ground quantum key distribution using coherent states

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2005.10465v2
• Date: Thu, 3 Jun 2021 02:26:55 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-19 03:48:20.974209
• Title: Atmospheric effects on satellite-to-ground quantum key distribution using coherent states
• Title（参考訳）: コヒーレント状態を用いた衛星対地量子鍵分布の大気効果
• Authors: Eduardo Villase\~nor, Robert Malaney, Kerry A. Mudge, Kenneth J. Grant
• Abstract要約: 衛星-地上通信路を用いたコヒーレント状態CV-QKDの実現可能性について検討した。 実験により,QKDキーレートを導出する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.9176056742068814
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Satellite-based quantum cryptography has already been demonstrated using discrete variable technology. Nonetheless, there is great interest in using weak coherent pulses to perform quantum key distribution (QKD) in the continuous variable (CV) paradigm. In this work, we study the feasibility of performing coherent-state CV-QKD via the satellite-to-ground channel. We use numerical methods to simulate atmospheric turbulence and compare the results with ground-based experimental data so as to confirm the validity of our approach. We find the results obtained from the numerical simulations agree well with the experimental data and represent an improvement over the state-of-the-art analytical models. Using the simulation results we then derive QKD key rates and find that useful non-zero key rates can be found over a limited range of zenith angles. Determination of QKD key rates using experimentally validated simulations of low-zenith-angle atmospheric channels represents an important step towards proving the feasibility of real-world satellite-to-Earth CV-QKD.
• Abstract（参考訳）: 衛星ベースの量子暗号は既に離散変数技術を用いて実証されている。 それでも、弱いコヒーレントパルスを用いて連続変数(CV)パラダイムで量子鍵分布(QKD)を実行することには大きな関心がある。 本研究では,衛星-地上通信路を用いたコヒーレント状態CV-QKDの実現可能性について検討する。 数値計算法を用いて大気乱流をシミュレーションし, 地上実験データとの比較を行い, 提案手法の有効性を検証した。 その結果, 数値シミュレーションの結果は実験データとよく一致し, 最先端解析モデルに対する改善を示すことがわかった。 シミュレーション結果を用いて、QKDキーレートを導出し、有用な非ゼロキーレートが有限範囲のゼニス角で発見できることを見出す。 低緯度角の大気チャネルを実験的に検証したシミュレーションによるQKDキーレートの決定は、実世界の衛星-地球間CV-QKDの実現可能性を証明する重要なステップである。

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