論文の概要: Stochastic Modeling of a Memory-Assisted Measurement-Device-Independent Quantum Key Distribution System in Free-Space Metropolitan Environments
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2508.14983v1
- Date: Wed, 20 Aug 2025 18:11:34 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-08-22 16:26:46.060201
- Title: Stochastic Modeling of a Memory-Assisted Measurement-Device-Independent Quantum Key Distribution System in Free-Space Metropolitan Environments
- Title（参考訳）: 自由空間大都市圏におけるメモリ支援計測デバイス非依存量子鍵分布系の確率的モデリング
- Authors: Fares Nada, Amber Hussain, Tasmi R. Ahmed, Connor Kupchak,
- Abstract要約: 我々はMA-MDI-QKDスキームにおける鍵分配率を予測するための単純直感的モデルを提案する。
具体的には、自由空間リンクとフィールド展開可能な量子メモリに基づくシステムに適したシミュレーションを行う。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: On the pathway to quantum key distribution on a global scale, will be the realization of metropolitan-sized Memory Assisted Measurement-Device-Independent Quantum Key Distribution (MA-MDI-QKD) systems. Here, we present a simplistic and intuitive stochastic model to predict key distribution rates in a MA-MDI-QKD scheme that addresses the real-world parameters inherent to free-space quantum communication channels. Specific to our algorithm, the memory-assisted based system allows us to leverage the advantage of asynchronously loaded quantum memory when predicting the distribution rates. Specifically, by focusing on metropolitan distances, we perform simulations tailored toward a system based on free-space links and field-deployable quantum memory. We show the capabilities of our model to predict key rate distributions over ranges of 10-50 km for a set of atmospheric-based parameters and selection of QM efficiencies and coherence times. This tool provides impactful insights into the deployment and optimization of practical MA-MDI-QKD networks in urban environments. Our streamlined approach is a valuable addition to existing quantum network simulators for the smooth integration of quantum networking into the field of communications engineering.
- Abstract（参考訳）: グローバルスケールでの量子鍵分布への経路は、大都市圏規模のメモリアシスト計測非独立量子鍵分布(MA-MDI-QKD)システムの実現である。
ここでは、自由空間量子通信チャネルに固有の実世界のパラメータに対処するMA-MDI-QKDスキームにおいて、鍵分布率を予測するための単純で直感的な確率モデルを提案する。
我々のアルゴリズムに特化して、メモリアシストベースのシステムは、分散率を予測する際に、非同期にロードされた量子メモリの利点を利用することができる。
具体的には,大都市圏間距離に着目し,自由空間リンクとフィールド展開可能な量子メモリに基づくシステムに適したシミュレーションを行う。
本研究では,大気ベースパラメータの集合に対する10～50kmの範囲におけるキーレート分布の予測と,QM効率とコヒーレンス時間の選択について述べる。
このツールは,都市環境における実践的MA-MDI-QKDネットワークの展開と最適化に関する影響力のある洞察を提供する。
我々の合理化アプローチは、通信工学の分野への量子ネットワークのスムーズな統合のために、既存の量子ネットワークシミュレータに貴重な追加である。
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