論文の概要: Feasibility of space-based measurement-device-independent quantum key distribution

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2012.14554v1
• Date: Tue, 29 Dec 2020 01:24:27 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-04-18 12:05:54.221505
• Title: Feasibility of space-based measurement-device-independent quantum key distribution
• Title（参考訳）: 空間計測デバイスに依存しない量子鍵分布の実現可能性
• Authors: Xingyu Wang, Chen Dong, Shanghong Zhao, Yong Liu, Xiaowen Liu, Haonan Zhu
• Abstract要約: 我々は、ミシウス衛星に基づく宇宙ベースのMDI-QKDの実現可能性評価を行う。 我々の研究は、将来の量子通信衛星ミッションの選択に関わる決定を支援するためのパスファインダーとして利用することができる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 11.12868147408137
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: The measurement-device-independent (MDI) QKD is considered to be an alternative to overcome the currently trusted satellite paradigm. However, the feasibility of the space-based MDI-QKD remains unclear in terms of the factors: the high-loss uplink between a ground station and a satellite, the limited duration when two ground stations are simultaneously visible, as well as the rigorous requirements for the two-photon interference when performing the Bell-state Measurement (BSM). In this paper, we present a feasibility assessment of space-based MDI-QKD based on the Micius satellite. Integrated with the orbital dynamics model and atmosphere channel model, a framework is presented to explore the whole parameters space including orbit height, elevation angle, apertures of transceiver and atmospheric turbulence intensity to give the considerations for improving key rates and subsequently provide a relevant parameter tradeoff for the implementation of space-based MDI-QKD. We further investigate the heart of MDI-QKD, the two-photon interference considerations such as the frequency calibration and time synchronization technology against Doppler shift, and the way of performing the intensity optimization method in the dynamic and asymmetric channels. Our work can be used as a pathfinder to support decisions involving as the selection of the future quantum communication satellite missions.
• Abstract（参考訳）: 測定デバイス非依存(MDI)QKDは、現在信頼できる衛星パラダイムを克服する代替品と考えられている。 しかし, 地上局と衛星間の高損失アップリンク, 2つの地上局が同時に視認できる期間, ベル状態計測(BSM)を行う際の2光子干渉の厳密な要件など, 宇宙ベースのMDI-QKDの実現可能性についてはまだ明らかでない。 本稿では,MDI-QKDのミシウス衛星による実現可能性評価について述べる。 軌道力学モデルと大気流路モデルを統合し, 軌道高, 高度角, トランシーバの開口, 大気乱流強度を含むパラメータ空間全体を探索し, キーレートを改善するための考察を行い, 空間ベースMDI-QKDの実装に関する関連するパラメータトレードオフを提供する。 さらに、MDI-QKDの心臓、周波数キャリブレーションやドップラーシフトに対する時間同期技術といった2光子干渉の考察、動的および非対称チャネルにおける強度最適化手法の実行方法について検討する。 我々の研究は、将来の量子通信衛星ミッションの選定に関わる決定を支援するパスファインダーとして使用できる。

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