Fugu-MT 論文翻訳(概要): Design and test of optical payload for polarization encoded QKD for Nanosatellites

論文の概要: Design and test of optical payload for polarization encoded QKD for Nanosatellites

arxiv url: http://arxiv.org/abs/2211.10814v1
Date: Sat, 19 Nov 2022 22:39:51 GMT
ステータス: 処理完了
システム内更新日: 2023-01-18 02:02:07.693089
Title: Design and test of optical payload for polarization encoded QKD for Nanosatellites
Title（参考訳）: ナノサテライト用偏光符号化QKD用光学ペイロードの設計と試験
Authors: Jaya Sagar, Elliott Hastings, Piede Zhang, Milan Stefko, David Lowndes, Daniel Oi, John Rarity, and Siddarth K. Joshi
Abstract要約: 低地球軌道(LEO)における量子鍵分布(QKD)は、現在数千kmに及ぶ唯一の実用技術である。 2年以内に打ち上げられる予定のQUIRCSatミッションのために、我々は二重波長の弱コヒーレントパルスデコイ状態を設計している。光学ペイロードは12times9times5 cm3$ bespoke アルミニウムケースで設計されている。
参考スコア（独自算出の注目度）: 0.12647816797166164
License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
Abstract: Satellite based Quantum Key Distribution (QKD) in Low Earth Orbit (LEO) is currently the only viable technology to span thousands of kilometres. Since the typical overhead pass of a satellite lasts for a few minutes, it is crucial to increase the the signal rate to maximise the secret key length. For the QUARC CubeSat mission due to be launched within two years, we are designing a dual wavelength, weak-coherent-pulse decoy-state Bennett-Brassard '84 (WCP DS BB84) QKD source. The optical payload is designed in a $12{\times}9{\times}5 cm^3$ bespoke aluminium casing. The Discrete Variable QKD Source consists of two symmetric sources operating at 785 nm and 808 nm. The laser diodes are fixed to produce Horizontal,Vertical, Diagonal, and Anti-diagonal (H,V,D,A) polarisation respectively, which are combined and attenuated to a mean photon number of 0.3 and 0.5 photons/pulse. We ensure that the source is secure against most side channel attacks by spatially mode filtering the output beam and characterising their spectral and temporal characterstics. The extinction ratio of the source contributes to the intrinsic Qubit Error Rate(QBER) with $0.817 \pm 0.001\%$. This source operates at 200MHz, which is enough to provide secure key rates of a few kilo bits per second despite 40 dB of estimated loss in the free space channel
Abstract（参考訳）: 低地球軌道(LEO)における衛星ベースの量子鍵分布(QKD)は、現在数千kmに及ぶ唯一の実用技術である。衛星の典型的なオーバヘッドパスは数分持続するので、秘密鍵長を最大化するために信号レートを増加させることが不可欠である。 2年以内に打ち上げられる予定の QuaRC CubeSat ミッションのために、我々は二重波長、弱コヒーレントパルスのデコイ状態 Bennett-Brassard '84 (WCP DS BB84) QKD ソースを設計している。この光学ペイロードは、12{\times}9{\times}5 cm^3$ bespoke aluminium casingで設計されている。離散可変QKD源は、785nmと808nmで動作する2つの対称光源からなる。レーザダイオードは、それぞれ水平、垂直、対角、対角(h,v,d,a)の偏光を発生させるように固定され、平均光子数0.3および0.5光子/パルスに減衰される。出力ビームを空間的にフィルタリングし、スペクトルや時間特性を特徴付けることで、ほとんどのサイドチャネル攻撃に対してソースが安全であることを保証する。源の絶滅率は、固有のQubit Error Rate (QBER) の$0.817 \pm 0.001\%$に寄与する。このソースは200MHzで動作し、自由空間チャネルの40dBの損失にもかかわらず、数キロビット/秒のセキュアなキーレートを提供するのに十分である。

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