論文の概要: Classical-Quantum Dual Encoding for Laser Communications in Space

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2404.12600v1
• Date: Fri, 19 Apr 2024 03:07:58 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-04-22 16:24:58.644854
• Title: Classical-Quantum Dual Encoding for Laser Communications in Space
• Title（参考訳）: 宇宙におけるレーザー通信のための古典的量子デュアル符号化
• Authors: Matthew S. Winnel, Ziqing Wang, Robert Malaney, Ryan Aguinaldo, Jonathan Green, Timothy C. Ralph,
• Abstract要約: 典型的なレーザー通信では、古典情報はレーザビームの振幅を変調して符号化され、直接検出によって測定される。 本稿では,古典情報を通常の方法で符号化し,量子情報を準ポアソニアンノイズフロアのゆらぎとして符号化する古典量子通信方式について考察する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.8972186395640676
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: In typical laser communications classical information is encoded by modulating the amplitude of the laser beam and measured via direct detection. We add a layer of security using quantum physics to this standard scheme, applicable to free-space channels. We consider a simultaneous classical-quantum communication scheme where the classical information is encoded in the usual way and the quantum information is encoded as fluctuations of a sub-Poissonian noise-floor. For secret key generation, we consider a continuous-variable quantum key distribution protocol (CVQKD) using a Gaussian ensemble of squeezed states and direct detection. Under the assumption of passive attacks secure key generation and classical communication can proceed simultaneously. Compared with standard CVQKD. which is secure against unrestricted attacks, our added layer of quantum security is simple to implement, robust and does not affect classical data rates. We perform detailed simulations of the performance of the protocol for a free-space atmospheric channel. We analyse security of the CVQKD protocol in the composable finite-size regime.
• Abstract（参考訳）: 典型的なレーザー通信では、古典情報はレーザビームの振幅を変調して符号化され、直接検出によって測定される。 我々は、この標準スキームに量子物理学を用いたセキュリティ層を追加し、自由空間チャネルに適用する。 本稿では,古典情報を通常の方法で符号化し,量子情報を準ポアソニアンノイズフロアのゆらぎとして符号化する古典量子通信方式について考察する。 秘密鍵生成のために,ガウスアンアンサンブルを用いた連続可変量子鍵分布プロトコル(CVQKD)と直接検出について検討する。 受動的攻撃の仮定の下では、セキュアな鍵生成と古典的な通信が同時に進行する。 CVQKDに匹敵する。 量子セキュリティの追加レイヤは 実装が簡単で 堅牢で 古典的なデータレートには 影響しない 自由空間大気チャネルにおけるプロトコルの性能の詳細なシミュレーションを行う。 構成可能な有限サイズシステムにおけるCVQKDプロトコルのセキュリティの解析を行う。

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