論文の概要: Optical payload design for downlink quantum key distribution and keyless communication using CubeSats
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2310.16017v2
- Date: Mon, 30 Sep 2024 11:29:43 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2024-10-02 16:32:26.830087
- Title: Optical payload design for downlink quantum key distribution and keyless communication using CubeSats
- Title（参考訳）: キューブサットを用いたダウンリンク量子鍵分布とキーレス通信のための光学ペイロード設計
- Authors: Pedro Neto Mendes, Gonçalo Lobato Teixeira, David Pinho, Rui Rocha, Paulo André, Manfred Niehus, Ricardo Faleiro, Davide Rusca, Emmanuel Zambrini Cruzeiro,
- Abstract要約: 3Uキューブサットにおける量子通信ダウンリンクのための市販オフザシェルフ素子を用いた予備光学ペイロード設計を提案する。
この量子状態放出器は、衛星と地上ステーションの間の2種類の量子通信を確立することができる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License:
- Abstract: Quantum key distribution is costly and, at the moment, offers low performance in space applications. Other more recent protocols could offer a potential practical solution to this problem. In this work, a preliminary optical payload design using commercial off-the-shelf elements for a quantum communication downlink in a 3U CubeSat is proposed. It is shown that this quantum state emitter allows the establishment of two types of quantum communication between the satellite and the ground station: quantum key distribution and quantum keyless private communication. Numerical simulations are provided that show the feasibility of the scheme for both protocols as well as their performance. For the simplified BB84, a maximum secret key rate of about 80 kHz and minimum QBER of slightly more than $0.07\ \%$ is found, at the zenith, while for quantum private keyless communication, a 700 MHz private rate is achieved. This design serves as a platform for the implementation of novel quantum communication protocols that can improve the performance of quantum communications in space.
- Abstract（参考訳）: 量子鍵分布は高価であり、現時点では宇宙アプリケーションの性能は低い。
その他の最近のプロトコルは、この問題に対して潜在的に実用的な解決策を提供する可能性がある。
本研究では,3Uキューブサットにおける量子通信ダウンリンクのための市販オフザシェルフ素子を用いた予備的な光学ペイロード設計を提案する。
この量子状態放出器は、量子鍵分布と量子キーレスプライベート通信という、衛星と地上局の間の2種類の量子通信を確立することができる。
両プロトコルのスキームの実現可能性と性能を示す数値シミュレーションが提供される。
単純化されたBB84では、最大秘密鍵レートが約80kHz、最小QBERが0.07\ \%$であるのに対し、量子秘密鍵レス通信では700MHzのプライベートレートが達成されている。
この設計は、空間における量子通信の性能を向上させる新しい量子通信プロトコルの実装のためのプラットフォームとして機能する。
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