論文の概要: Finite resource performance of small satellite-based quantum key
distribution missions
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2204.12509v3
- Date: Tue, 9 Jan 2024 11:26:10 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-01-10 23:26:44.131417
- Title: Finite resource performance of small satellite-based quantum key
distribution missions
- Title（参考訳）: 小型衛星による量子鍵分布ミッションの有限資源特性
- Authors: Tanvirul Islam and Jasminder S. Sidhu and Brendon L. Higgins and
Thomas Brougham and Tom Vergoossen and Daniel K. L. Oi and Thomas Jennewein
and Alexander Ling
- Abstract要約: 有限鍵解析の最近の発展により、3つの小さな衛星ベースのQKDプロジェクトは、非常に高い損失条件下でも秘密鍵を生成できる。
我々は、小規模衛星ベースのQKDと量子ネットワークにおける課題と今後の展望について、短期的および長期的視点を強調した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 36.136619420474766
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: In satellite-based quantum key distribution (QKD), the number of secret bits
that can be generated in a single satellite pass over the ground station is
severely restricted by the pass duration and the free-space optical channel
loss. High channel loss may decrease the signal-to-noise ratio due to
background noise, reduce the number of generated raw key bits, and increase the
quantum bit error rate (QBER), all of which have detrimental effects on the
output secret key length. Under finite-size security analysis, higher QBER
increases the minimum raw key length necessary for non-zero secret key length
extraction due to less efficient reconciliation and post-processing overheads.
We show that recent developments in finite key analysis allow three different
small-satellite-based QKD projects CQT-Sat, UK-QUARC-ROKS, and QEYSSat to
produce secret keys even under very high loss conditions, improving on
estimates based on previous finite key bounds. This suggests that satellites in
low Earth orbit can satisfy finite-size security requirements, but remains
challenging for satellites further from Earth. We analyse the performance of
each mission to provide an informed route toward improving the performance of
small-satellite QKD missions. We highlight the short and long-term perspectives
on the challenges and potential future developments in small-satellite-based
QKD and quantum networks. In particular, we discuss some of the experimental
and theoretical bottlenecks, and improvements necessary to achieve QKD and
wider quantum networking capabilities in daylight and at different altitudes.
- Abstract（参考訳）: 衛星ベースの量子鍵分布(QKD)では、1つの衛星が地上局を通過する際に発生する秘密ビットの数は、通過期間と自由空間の光チャネル損失によって著しく制限される。
高チャネル損失は、バックグラウンドノイズによる信号対雑音比を減少させ、生成された生の鍵ビット数を減少させ、量子ビット誤り率(QBER)を増大させる。
有限サイズのセキュリティ分析の下では、高いQBERは、非ゼロ秘密鍵長抽出に必要な最小の生鍵長を増加させる。
有限鍵解析の最近の進展により、3つの異なる小衛星ベースのqkdプロジェクトcqt-sat, uk-quarc-roks, qeyssatが、非常に高い損失条件下でも秘密鍵を生成できるようになり、以前の有限鍵境界に基づく推定が向上した。
これは、低軌道にある衛星は有限サイズのセキュリティ要件を満たすことができるが、地球からさらに遠く離れた衛星にとっては依然として困難であることを示唆している。
我々は,各ミッションの性能を分析し,小型衛星QKDミッションの性能向上に向けた情報提供を行う。
我々は,小衛星ベースのqkdと量子ネットワークにおける課題と今後の展望について,短期的・長期的視点を強調する。
特に、日中および異なる高度でQKDおよびより広い量子ネットワーク能力を達成するために必要な実験的および理論的ボトルネックと改善について論じる。
関連論文リスト
- End-to-End Demonstration for CubeSatellite Quantum Key Distribution [0.0]
小型ナノサテライトを用いた衛星ベースの量子鍵交換の実現可能性について検討する。
本稿では,キューブ衛星シナリオを対象としたシステムレベルの量子鍵分布の最初のプロトタイプを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-12-04T16:25:06Z) - How to harness high-dimensional temporal entanglement, using limited
interferometry setups [62.997667081978825]
偏極時間領域における高次元エンタングルメントの最初の完全解析法を開発した。
本稿では,量子鍵分布において,関連する密度行列要素とセキュリティパラメータを効率的に認証する方法を示す。
自由空間量子通信の耐雑音性をさらに高める新しい構成を提案する。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-08-08T17:44:43Z) - Blockwise Key Distillation in Satellite-based Quantum Key Distribution [68.8891637551539]
衛星ベースの量子鍵分布における2つの鍵蒸留手法を比較した。
一つは、すべての信号を全体として扱う従来の非ブロック戦略である。
もう1つは、同じノイズ特性を持つ個々のブロックに信号を分割し、独立して処理するエムブロックワイズ戦略である。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-07-10T01:34:58Z) - Scaling Limits of Quantum Repeater Networks [62.75241407271626]
量子ネットワーク(QN)は、セキュアな通信、強化されたセンシング、効率的な分散量子コンピューティングのための有望なプラットフォームである。
量子状態の脆弱な性質のため、これらのネットワークはスケーラビリティの観点から大きな課題に直面している。
本稿では,量子リピータネットワーク(QRN)のスケーリング限界について解析する。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-05-15T14:57:01Z) - Finite key performance of satellite quantum key distribution under
practical constraints [0.0]
グローバルスケールの量子通信ネットワークは、量子信号の効率的な長距離分布を必要とする。
衛星は、より良質な逆2乗空間減衰と長い視線を利用して大陸間量子通信を可能にする。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-01-30T19:00:01Z) - Advances in entanglement-based QKD for space applications [0.0]
量子鍵分布(QKD)は、物理の法則によって保証される暗号鍵をタップで交換することを可能にする。
残る最後の障害の1つは、光子の地上分布中に発生する高い損失であり、通信相手間の距離を制限している。
我々は、自由空間リンク上で実装可能なエンタングルメントベースのQKDの最も関連性の高い進歩についてレビューし、これにより、軌道上のセキュアな鍵の分配を可能にする。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-10-05T13:09:36Z) - A CubeSat platform for space based quantum key distribution [62.997667081978825]
我々は3UキューブサットであるSpooQy-1のフォローアップミッションについて報告し、軌道上で偏光に絡み合った光子の発生を実証した。
ミッションの次のイテレーションでは、偏光に絡み合った光子対のコンパクトなソースに基づいて、衛星と地上の量子鍵の分布を示す。
我々は,現在シンガポールで建設中の光地上局の設計について,量子信号を受信するための設計を簡潔に述べる。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-04-23T06:28:43Z) - Realizing quantum nodes in space for cost-effective, global quantum
communication: in-orbit results and next steps [94.08853042978113]
SpooQy-1は、量子技術センターで開発された衛星である。
資源制約のあるCubeSatプラットフォーム上での光子対の絡み合った動作の実証に成功した。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-04-22T02:59:23Z) - Finite key effects in satellite quantum key distribution [0.0]
衛星量子通信は光ファイバー範囲の制限を克服する。
衛星量子鍵分布(SatQKD)の最初の実現が急速に進んでいる。
衛星と地上局の間の送信時間の制限は、有限ブロックサイズの影響により秘密鍵の量を厳しく制限する。
実効SatQKDの性能限界を定量化し、リンク効率、背景光、ソース品質、オーバーパスの影響を調べ、長期鍵生成能力を推定する。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-12-14T18:59:30Z) - Security analysis of quantum key distribution with small block length
and its application to quantum space communications [1.1470070927586016]
改良された有限鍵セキュリティ分析により、標準チャネルとプロトコル設定でブロック長を14%から17%削減できる。
現実的には、この削減は、絡み合いに基づく衛星QKDの数週間の計測時間と資源を節約できる可能性がある。
アプリケーションとして、改良された分析を用いて、最近報告されたMicius QKD衛星が、セキュリティレベルが1E-5$の正の秘密鍵を生成可能であることを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-09-10T14:20:44Z)
関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。
指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。