論文の概要: Advances in entanglement-based QKD for space applications
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2210.02229v1
- Date: Wed, 5 Oct 2022 13:09:36 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-01-23 17:39:42.131138
- Title: Advances in entanglement-based QKD for space applications
- Title(参考訳): 宇宙応用のための絡み合い型QKDの進歩
- Authors: Sebastian Ecker, Johannes Pseiner, Jorge Piris, Martin Bohmann
- Abstract要約: 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。
- 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: Quantum key distribution (QKD) enables tap-proof exchange of cryptographic
keys guaranteed by the very laws of physics. One of the last remaining
roadblocks on the way towards widespread deployment of QKD is the high loss
experienced during terrestrial distribution of photons, which limits the
distance between the communicating parties. A viable solution to this problem
is to avoid the terrestrial distribution of photons via optical fibers
altogether and instead transmit them via satellite links, where the loss is
dominated by diffraction instead of absorption and scattering. First dedicated
satellite missions have demonstrated the feasibility of this approach, albeit
with relatively low secure key rates. In order for QKD to become commercially
viable, the design of future satellite missions must be focused on achieving
higher key rates at lower system costs. Current satellite missions are already
operating at almost optimal system parameters, which leaves little room for
enhancing the key rates with currently deployed technology. Instead,
fundamentally new techniques are required to drastically reduce the costs per
secret bit shared between two distant parties. Entanglement-based protocols
provide the highest level of security and offer several pathways for increasing
the key rate by exploiting the underlying quantum correlations. In this
contribution, we review the most relevant advances in entanglement-based QKD
which are implementable over free-space links and thus enable distribution of
secure keys from orbit. The development of satellite missions is notoriously
lengthy. Possible candidates for a new generation of quantum payloads should
therefore be scrutinized as early as possible in order to advance the
development of quantum technologies for space applications.
- Abstract(参考訳): 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。
QKDの展開に向けて残っている最後の障害の1つは、通信相手間の距離を制限する光子の地上分布中に発生する高い損失である。
この問題に対する有効な解決策は、光ファイバーによる光子の地上分布を完全に回避し、代わりに衛星リンクを通じて伝送することであり、そこでは損失は吸収や散乱ではなく回折によって支配される。
最初の専用衛星ミッションでは、比較的低いセキュリティキーレートで、このアプローチが実現可能であることを実証した。
QKDが商用化するためには、将来の衛星ミッションの設計は、より低いシステムコストでより高いキーレートを達成することに集中する必要がある。
現在の衛星ミッションは、ほぼ最適のシステムパラメータで運用されており、現在展開されている技術でキーレートを高める余地はほとんど残っていない。
代わりに、遠方の2人の間で共有される秘密ビットあたりのコストを劇的に削減するために、基本的な新しい技術が必要となる。
絡み合いベースのプロトコルは、最高レベルのセキュリティを提供し、基礎となる量子相関を利用して鍵レートを高めるためのいくつかの経路を提供する。
本稿では,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の最も重要な進歩を概観する。
衛星ミッションの開発は長きにわたることで悪名高い。
したがって、新しい世代の量子ペイロードの候補は、宇宙アプリケーションのための量子技術の発展を進めるために、できるだけ早く精査する必要がある。
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