論文の概要: Blockwise Post-processing in Satellite-based Quantum Key Distribution

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2503.06031v1
• Date: Sat, 08 Mar 2025 03:06:04 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-03-11 15:47:26.301978
• Title: Blockwise Post-processing in Satellite-based Quantum Key Distribution
• Title（参考訳）: 衛星による量子鍵分布におけるブロックワイズ後処理
• Authors: Minu J. Bae, Nitish K. Panigrahy, Prajit Dhara, Md Zakir Hossain, Walter O. Krawec, Alexander Russell, Don Towsley, Bing Wang,
• Abstract要約: 我々は、衛星ベースのQKDにおいて、古典的な後処理を改善することが重要な方向であると主張している。 特に、高度にダイナミックな衛星チャネル条件に対処するため、ブロックワイズ後処理の一方向を探索する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 49.84121978591396
• License:
• Abstract: Free-space satellite communication has significantly lower photon loss than terrestrial communication via optical fibers. Satellite-based quantum key distribution (QKD) leverages this advantage and provides a promising direction in achieving long-distance QKD. While the technological feasibility of satellite-based QKD has been demonstrated experimentally, optimizing the key rate remains a significant challenge. In this paper, we argue that improving classical post-processing is an important direction in increasing key rate in satellite-based QKD, while it can also be easily incorporated in existing satellite systems. In particular, we explore one direction, blockwise post-processing, to address highly dynamic satellite channel conditions due to various environmental factors. This blockwise strategy divides the raw key bits into individual blocks that have similar noise characteristics, and processes them independently, in contrast to traditional non-blockwise strategy that treats all the raw key bits as a whole. Using a case study, we discuss the choice of blocks in blockwise strategy, and show that blockwise strategy can significantly outperform non-blockwise strategy. Our study demonstrates the importance of post-processing in satellite QKD systems, and presents several open problems in this direction.
• Abstract（参考訳）: 自由空間衛星通信は、光ファイバーによる地上通信よりも光子損失が著しく低い。 衛星ベースの量子鍵分布(QKD)はこの利点を活用し、長距離QKDを実現する上で有望な方向性を提供する。 衛星ベースのQKDの技術的実現性は実験的に実証されているが、鍵レートの最適化は依然として重要な課題である。 本稿では、衛星ベースのQKDにおいて、従来のポストプロセッシングの改善が重要な方向であると同時に、既存の衛星システムにも容易に組み込めることを論じる。 特に,様々な環境要因による高度にダイナミックな衛星チャネル条件に対処するため,ブロックワイズ後処理の一方向を探索する。 このブロックワイズ戦略は、生のキービットを類似のノイズ特性を持つ個々のブロックに分割し、生のキービットを全体として扱う従来の非ブロックワイズ戦略とは対照的に、個別に処理する。 ケーススタディを用いて,ブロックワイズ戦略におけるブロックの選択について議論し,ブロックワイズ戦略が非ブロックワイズ戦略を著しく上回ることを示す。 本研究は、衛星QKDシステムにおける後処理の重要性を実証し、この方向におけるいくつかのオープンな問題を示す。

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