論文の概要: Finite and Asymptotic Key Analysis for CubeSat-Based BB84 QKD with Elliptical Beam Approximation
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2501.15148v1
- Date: Sat, 25 Jan 2025 09:12:56 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-01-28 13:56:02.449210
- Title: Finite and Asymptotic Key Analysis for CubeSat-Based BB84 QKD with Elliptical Beam Approximation
- Title（参考訳）: 楕円形ビーム近似を用いた立方体サット型BB84QKDの有限・漸近鍵解析
- Authors: Muskan, Arindam Dutta, Subhashish Banerjee,
- Abstract要約: 衛星とCubeSatベースの量子鍵分布(QKD)は、安全な長距離通信のための有望なソリューションである。
本研究では,有限ブロックおよびシングルパス秘密鍵長の計算に用いる統計手法の性能について検討した。
効率的なBB84プロトコルは、大気条件の異なる標準バージョンよりも一貫して優れている。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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- Abstract: Satellite and CubeSat-based quantum key distribution (QKD) presents a promising solution for secure long-distance communication by transmitting quantum keys through free space, with CubeSats offering a compact, cost-effective, and scalable platform for deployment. This study investigates the performance of statistical techniques used to compute the finite-block and single-pass secret key lengths (SKL) for weak coherent pulse (WCP)-based efficient BB84 and standard decoy-state BB84 protocols in CubeSat-based systems. An asymptotic key rate analysis is also conducted for both protocols, providing deeper insights into their theoretical performance within the CubeSat context. The channel transmittance is modeled using an elliptical beam approximation, and the key rate performance is evaluated under varying weather conditions for the downlink scenario. The results demonstrate that the efficient BB84 protocol consistently outperforms the standard version across different atmospheric conditions. Furthermore, the probability distribution of key rates (PDR) for both implementations is analyzed, offering a comprehensive evaluation of their practical effectiveness in CubeSat-based QKD applications.
- Abstract（参考訳）: Satellite and CubeSat-based quantum key distribution (QKD)は、量子キーを自由空間を通して送信することで、安全な長距離通信を実現するための有望なソリューションを提供する。
本研究では,有限ブロックおよびシングルパス秘密鍵長(SKL)を計算するために用いられる統計手法の性能について検討した。
両プロトコルの漸近的鍵レート分析も行われ、キューブサットの文脈における理論的性能について深い洞察を提供する。
チャネル透過率を楕円ビーム近似を用いてモデル化し、ダウンリンクシナリオの異なる気象条件下でキーレート性能を評価する。
その結果,効率的なBB84プロトコルは大気条件の異なる標準バージョンよりも常に優れていることがわかった。
さらに、両実装の鍵レート(PDR)の確率分布を解析し、CubeSatベースのQKDアプリケーションにおいてその実用性について包括的に評価する。
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