論文の概要: Satellite-to-Ground Continuous Variable Quantum Key Distribution: The Gaussian and Discrete Modulated Protocols in Low Earth Orbit

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2211.16862v3
• Date: Sat, 13 May 2023 13:12:55 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-17 00:16:50.025059
• Title: Satellite-to-Ground Continuous Variable Quantum Key Distribution: The Gaussian and Discrete Modulated Protocols in Low Earth Orbit
• Title（参考訳）: 衛星間連続可変量子鍵分布:低地球軌道におけるガウスおよび離散変調プロトコル
• Authors: Mikhael Sayat, Biveen Shajilal, Sebastian P. Kish, Syed M. Assad, Thomas Symul, Ping Koy Lam, Nicholas Rattenbury, John Cater
• Abstract要約: 低SNRにおける衛星間リンク上での離散変調CVQKD(DM-CVQKD)プロトコルについて検討した。 その結果,MD調整によるGM-CVQKDはDM-CVQKDよりもMLC-MSD調整が有限サイズ限界で優れていた。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.4221619479687067
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: The Gaussian modulated continuous variable quantum key distribution (GM-CVQKD) protocol is known to maximise the mutual information between two parties during quantum key distribution (QKD). An alternative modulation scheme is the discrete modulated CVQKD (DM-CVQKD) protocol. In this paper, we study the Phase Shift Keying (M-PSK) and Quadrature Amplitude Modulation (M QAM) DM-CVQKD protocols along with the GM-CVQKD protocol over a satellite-to-ground link in the low SNR regime. We use a satellite-to-ground link model which takes into account geometric losses, scintillation, and scattering losses from the link distance, atmospheric turbulence, and atmospheric aerosols, respectively. In addition, recent multidimensional (MD) and multilevel coding and multistage decoding (MLC-MSD) reconciliation method models in combination with multiedge-type low-density parity-check (MET-LDPC) code models have been used to determine the reconciliation efficiency. The results show that GM-CVQKD outperforms DM-CVQKD. In addition, GM-CVQKD with MD reconciliation outperforms GM-CVQKD with MLC-MSD reconciliation in the finite size limit by producing positive secret key rates at larger link distances and lower elevation angles.
• Abstract（参考訳）: ガウス変調連続可変量子鍵分布 (GM-CVQKD) プロトコルは、量子鍵分布 (QKD) において、両者の相互情報を最大化する。 別の変調方式は離散変調CVQKD(DM-CVQKD)プロトコルである。 本稿では,低SNRにおける衛星間リンク上のGM-CVQKDプロトコルとともに,位相シフト鍵(M-PSK)と準振幅変調(M QAM)DM-CVQKDプロトコルについて検討する。 本研究では, 幾何損失, シンチレーション, 散乱損失をそれぞれリンク距離, 大気乱流, 大気エアロゾルから考慮し, 衛星対地リンクモデルを用いた。 さらに,近年の多次元符号化・多段復号法モデルとマルチエッジ型低密度パリティチェック(MET-LDPC)符号モデルを組み合わせて,復号化効率を判定する手法が提案されている。 その結果,GM-CVQKDはDM-CVQKDより優れていた。 さらに、MD調整によるGM-CVQKDは、リンク距離と低高度角度で正の秘密鍵レートを発生させることにより、GM-CVQKDとLC-MSD調整を有限サイズ制限で上回る。

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