論文の概要: LEO small satellite QKD downlink performance: QuantSat-PT case study
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2209.10293v1
- Date: Wed, 21 Sep 2022 12:08:14 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-01-25 20:45:30.423481
- Title: LEO small satellite QKD downlink performance: QuantSat-PT case study
- Title（参考訳）: LEO小型衛星QKDダウンリンク性能:QuantSat-PTケーススタディ
- Authors: Vladlen Galetsky, Manfred Niehus
- Abstract要約: 我々は、低地球軌道(LEO)から光学地上局(OGS)への量子鍵分布(QKD)ダウンリンクの性能をモデル化し、シミュレーションする。
我々は,ミッション実験データのあいまいさを解消する性能エンベロープに対して一貫した値集合を求める。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: In this work, we model and simulate the performance of a quantum key
distribution (QKD) downlink from a low earth orbit (LEO) small satellite to an
optical ground station (OGS), as integral part of the concept and preliminary
design phase of the QuantSat-PT mission. By modelling and simulating in detail
downlink transmission channel effects, with emphasis on turbulent and
atmospheric losses for BB84 and E91 protocols, we find a consistent set of
values for the performance envelope that resolves ambiguities of mission
experimental data that had been reported previous to this work. We obtain for
the 4-state BB84 protocol a sifted key rate and Quantum Bit Error Rate (QBER)
of 32.1 kbit/s and $4\%$, respectively, for zenith at 750 km orbit. For the E91
protocol the Clauser, Horne, Shimony and Holt (CHSH) test was performed
resulting in a correlation factor of $S \in[-2.63\pm0.02,-1.91\pm0.03]$ for the
mission. The consistency of these results with the state of the art simulators
and its relevance on experimental satellite based QKD is discussed.
- Abstract（参考訳）: 本研究では,低地球軌道(LEO)から光学地上局(OGS)への量子鍵分布(QKD)ダウンリンクの性能を,QuantSat-PTミッションの概念と予備設計フェーズの不可欠な部分としてモデル化し,シミュレーションする。
bb84およびe91プロトコルの乱流および大気損失に着目して、詳細なダウンリンク伝送チャネル効果をモデル化しシミュレーションすることにより、この研究以前に報告されたミッション実験データの曖昧さを解決する性能エンベロープの一貫した値セットを見出した。
4状態bb84プロトコルでは、750km軌道上のzenithに対して、sifted key rateとquantum bit error rate (qber)をそれぞれ32.1 kbit/sと4\%$とする。
E91プロトコルでは、Cluser, Horne, Shimony and Holt (CHSH) テストが行われ、ミッションの相関係数は$S \in[-2.63\pm0.02,-1.91\pm0.03]となった。
実験衛星を用いたQKDにおけるこれらの結果と技術シミュレータの状態の整合性について考察した。
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