論文の概要: Exploring Satellite Quantum Key Distribution under Atmospheric Constraints

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2508.05235v1
• Date: Thu, 07 Aug 2025 10:23:26 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-08-08 18:59:39.810875
• Title: Exploring Satellite Quantum Key Distribution under Atmospheric Constraints
• Title（参考訳）: 大気制約下における衛星量子鍵分布の探索
• Authors: Aditya Ajith, S. Saravana Veni,
• Abstract要約: 地中-衛星間量子鍵分布リンクは大気乱流により劣化する。 本稿では, 角スペクトル伝搬, 乱流Humnagel-Valleyモデル, Von Karman位相スクリーンを用いた数値的枠組みを提案する。 その結果、自由空間光量子鍵分布リンクの生存可能性を測定するために、期待されるリンク予算と安全なキーレートを定量化した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Satellite Quantum Key Distribution creates a pathway for secure global communication with a level of security that is peerless. However, ground-to-satellite Quantum Key Distribution links are degraded due to the atmospheric turbulence. This paper gives a numerical framework using angular spectrum propagation, Hufnagel-Valley model of turbulence and Von Karman phase screens and takes into account the static losses introduced due to the absorption of the beam by the different elements and compounds in the atmosphere like O2, CO2 and H2O. This simulation propagates a Gaussian beam step by step through the atmosphere, where we incorporate the phase distortions using phase screens based on standard Cn2 profiles which take into account losses such as scintillation and beam wander. We simulate the BB84 protocol with decoy states for added security. The results of the simulation quantify the expected link budget and Secure key rates over a range of distances to measure the viability of Free Space Optical Quantum Key Distribution links at different distances.
• Abstract（参考訳）: 衛星量子鍵分布は、ピアレスのセキュリティレベルを持つセキュアなグローバル通信のための経路を生成する。 しかし, 地中-衛星間量子鍵分布リンクは大気の乱れにより劣化する。 本稿では, 角スペクトル伝搬, Hfnagel-Valleyモデルによる乱流およびVon Karman相のシミュレーションを行い, O2, CO2, H2Oのような大気中の異なる元素や化合物によるビームの吸収による静的損失を考慮に入れた。 このシミュレーションはガウスビームを大気中を段階的に伝播させ, シンチレーションやビームホアリングなどの損失を考慮した標準Cn2プロファイルに基づいて位相歪みを計測する。 BB84プロトコルをデコイ状態でシミュレートし,セキュリティを強化した。 シミュレーションの結果,異なる距離における自由空間光量子鍵リンクの生存可能性を測定するために,期待されるリンク予算と安全なキーレートを定量化した。

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