論文の概要: Time-delayed single satellite quantum repeater node for global quantum communications

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2303.04174v2
• Date: Fri, 15 Sep 2023 08:52:26 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-09-18 18:49:06.914112
• Title: Time-delayed single satellite quantum repeater node for global quantum communications
• Title（参考訳）: グローバル量子通信のための時間遅延単一衛星量子中継ノード
• Authors: Mustafa G\"undo\u{g}an, Jasminder S. Sidhu, Markus Krutzik, Daniel K. L. Oi
• Abstract要約: 量子リピータ(QR)は光ファイバーによる直接伝送範囲制限を克服するために提案されている。 最近の提案では、搭載量子メモリ(QM)による空間的QRの文字列が、グローバルなカバレッジを提供できることが示唆されている。 本稿では、2つのQMを持つ1つの衛星を用いて1つのQRノードの時間遅延バージョンとして効果的に機能するリピータコンステレーションの代替案を提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
• Abstract: Global-scale quantum networking faces significant technical and scientific obstacles. Quantum repeaters (QRs) have been proposed to overcome the inherent direct transmission range limit through optical fibre. However, QRs are typically limited to a total distance of a few thousand kilometres and/or require extensive hardware overhead. Recent proposals suggest that strings of space-borne QRs with on-board quantum memories (QMs) are able to provide global coverage. Here, we propose an alternative to such repeater constellations using a single satellite with two QMs that effectively acts as a time-delayed version of a single QR node. Using QKD as a benchmark, we estimate the amount of finite secure key generated and demonstrate an improvement of at least three orders of magnitude over prior single-satellite methods that rely on a single QM, while simultaneously reducing the necessary memory capacity similarly. We propose an experimental platform to realise this scheme based on rare-Earth ion doped crystals with appropriate performance parameters.
• Abstract（参考訳）: グローバルスケールの量子ネットワークは、技術的および科学的障害に直面している。 量子リピータ(QR)は光ファイバーによる直接伝送範囲制限を克服するために提案されている。 しかし、QRは通常、数千kmの距離に制限され、またはハードウェアのオーバーヘッドが大きくなる。 最近の提案では、搭載量子メモリ(QM)による空間的QRの文字列が、グローバルなカバレッジを提供できることが示唆されている。 本稿では、2つのQMを持つ1つの衛星を用いて1つのQRノードの時間遅延バージョンとして機能するリピータコンステレーションの代替案を提案する。 ベンチマークとしてQKDを用いて、有限鍵の生成量を推定し、1つのQMに依存する従来のシングルサテライト法よりも少なくとも3桁改善し、同時に必要なメモリ容量を削減した。 本研究では, 希土類イオンドープ結晶を適切な性能パラメータで実現するための実験プラットフォームを提案する。

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