論文の概要: Quantum communications in a moderate-to-strong turbulent space
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2107.12415v3
- Date: Thu, 3 Feb 2022 09:42:27 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-20 21:10:24.924557
- Title: Quantum communications in a moderate-to-strong turbulent space
- Title（参考訳）: 中・強乱流空間における量子通信
- Authors: Masoud Ghalaii and Stefano Pirandola
- Abstract要約: 自由空間光(FSO)チャネルは、安定なファイバーベースリンクよりも研究が難しい。
この研究は、FSOチャネルを中等度から強大な乱流のより困難な状態とみなしている。
このような状況下では,量子通信における究極の限界を厳密に検討し,CV-QKDを用いて構成可能な鍵を抽出可能であることを示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Since the invention of the laser in the 60s, one of the most fundamental
communication channels has been the free-space optical channel. For this type
of channel, a number of effects generally need to be considered, including
diffraction, refraction, atmospheric extinction, pointing errors and, most
importantly, turbulence. Because of all these adverse features, the free-space
optical (FSO) channel is more difficult to study than a stable fiber-based
link. For the same reasons, only recently it has been possible to establish the
ultimate performances achievable in quantum communications via free-space
channels, together with practical rates for continuous variable (CV) quantum
key distribution (QKD). Differently from previous literature, mainly focused on
the regime of weak turbulence, this work considers the FSO channel in the more
challenging regime of moderate-to-strong turbulence, where effects of beam
widening and breaking are more important than beam wandering. This regime may
occur in long-distance free-space links on the ground, in uplink to
high-altitude platform systems (HAPS) and, more interestingly, in downlink from
near-horizon satellites. In such a regime we rigorously investigate ultimate
limits for quantum communications and show that composable keys can be
extracted using CV-QKD.
- Abstract（参考訳）: 60年代にレーザーが発明されて以来、最も基本的な通信チャネルの1つは自由空間光チャネルである。
この種のチャネルでは、回折、屈折、大気の絶滅、エラーの指摘、そして最も重要なのは乱流など、多くの効果を考慮する必要がある。
これら全ての悪質な特徴から、自由空間光(fso)チャンネルは安定したファイバーベースのリンクよりも研究が難しい。
同じ理由から、最近になって、連続変数(CV)量子鍵分布(QKD)の実用的なレートとともに、自由空間チャネルを介して量子通信で達成可能な究極の性能を確立することが可能になった。
従来の文献と異なり、主に弱い乱流の体制に焦点をあてたものであり、この研究はFSOチャネルを、ビームワイドと破壊の影響がビームワイドよりも重要である中等度から強大な乱流のより挑戦的な体制であると考えている。
この状態は地上の長距離自由空間リンク、高高度プラットフォームシステム(HAPS)へのアップリンク、さらに興味深いことに、準水平衛星からのダウンリンクで起こる。
このような状況下では,量子通信における究極の限界を厳密に検討し,CV-QKDを用いて構成可能な鍵を抽出可能であることを示す。
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