論文の概要: NuQKD: A Modular Quantum Key Distribution Simulation Framework for
Engineering Applications
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2310.12351v1
- Date: Wed, 18 Oct 2023 21:54:56 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-10-20 17:49:34.799556
- Title: NuQKD: A Modular Quantum Key Distribution Simulation Framework for
Engineering Applications
- Title（参考訳）: NuQKD: エンジニアリングアプリケーションのためのモジュラ量子鍵分布シミュレーションフレームワーク
- Authors: Konstantinos Gkouliaras, Vasileios Theos, Phil Evans, Stylianos
Chatzidakis
- Abstract要約: 上記の機能をすべて備えた,オープンソースのモジュール型直感的なシミュレータであるNuQKDについて紹介する。
NuQKDは2つのコンピュータ端末間の通信を確立し、カスタム入力を受け取り、キー長、量子ビット誤り率(QBER)、通信時間経過などを評価する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.27309692684728604
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: An experimental Quantum Key Distribution (QKD) implementation requires
advanced costly hardware, unavailable in most research environments, making
protocol testing and performance evaluation complicated. Historically, this has
been a major motivation for the development of QKD simulation frameworks, to
allow researchers to obtain insight before proceeding into practical
implementations. Several simulators have been introduced over the recent years.
However, only four are publicly available, only one of which models equipment
imperfections. Currently, no open-source simulator includes all following
capabilities: channel attenuation modelling, equipment imperfections and effect
on key rates, estimation of elapsed time during quantum channel processes, use
of truly random binary sequences for qubits and measurement bases, shared-bit
fraction customization. In this paper, we present NuQKD, an open-source
modular, intuitive simulator, featuring all the above capabilities. NuQKD
establishes communication between two computer terminals, accepts custom inputs
(iterations, raw key size, interception rate etc.) and evaluates the sifted key
length, Quantum Bit Error Rate (QBER), elapsed communication time and more).
NuQKD capabilities include optical fiber and free-space simulation, modeling of
equipment/channel imperfections, bitstrings from True Random Number Generator,
modular design and automated evaluation of performance metrics. We expect NuQKD
to enable convenient and accurate representation of actual experimental
conditions.
- Abstract（参考訳）: 実験的なQuantum Key Distribution (QKD) の実装では、ほとんどの研究環境で利用できない高度なハードウェアが必要であり、プロトコルテストと性能評価が複雑になる。
歴史的に、これはQKDシミュレーションフレームワークの開発の大きな動機であり、研究者が実践的な実装を始める前に洞察を得られるようにしている。
近年、いくつかのシミュレータが導入された。
しかし4機のみが公開されており、そのうち1機のみが装備不足である。
現在、オープンソースのシミュレータには、チャネル減衰モデル、機器の欠陥とキーレートへの影響、量子チャネルプロセス中の経過時間の推定、量子ビットと測定ベースに真にランダムなバイナリシーケンスの使用、共有ビット分数カスタマイズなど、すべての機能が含まれていない。
本稿では,これらの機能をすべて備えた,オープンソースのモジュール型直感型シミュレータnuqkdを提案する。
NuQKDは、2つのコンピュータ端末間の通信を確立し、カスタム入力(編集、生のキーサイズ、インターセプションレートなど)を受け入れ、シフされたキー長、量子ビット誤り率(QBER)、経過した通信時間などを評価する。
NuQKDの機能には、光ファイバーと自由空間シミュレーション、機器/チャネル不完全性のモデリング、True Random Number Generatorからのビットストリング、モジュール設計とパフォーマンスメトリクスの自動評価が含まれる。
我々はNuQKDが実際の実験条件の簡便かつ正確な表現を可能にすることを期待する。
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