論文の概要: Frequency shifts due to relativistic effects and retardation in continuous variable quantum key distribution
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2509.16164v1
- Date: Fri, 19 Sep 2025 17:17:23 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-09-22 18:18:11.253863
- Title: Frequency shifts due to relativistic effects and retardation in continuous variable quantum key distribution
- Title（参考訳）: 連続可変量子鍵分布における相対論的効果と遅延による周波数シフト
- Authors: Emanuel Schlake, Jan P. Hackstein, Roy Barzel, Eva Hackmann, Dennis Rätzel, Claus Lämmerzahl,
- Abstract要約: 宇宙ベースの量子通信は、衛星や地上局が高高度と大きな相対速度で光信号を交換するのが自然である。
我々は,周波数シフトを縦型ドップラー寄与,相対論的補正,伝搬遅延からの補正に系統的に分離する(遅延)。
ケプラー衛星軌道に対する相対論的補正は、考慮された時間スケールでは無視できない。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Space-based quantum communication naturally involves satellites and ground stations exchanging optical signals at high altitudes and large relative velocities. Starting from general relativistic considerations, we systematically separate the frequency shift into longitudinal Doppler contributions, relativistic corrections, and corrections from the propagation delay (retardation). We find the relativistic corrections to the Keplerian satellite orbits to be negligible on the considered timescale, compared to the gravitational and special relativistic time dilation contributions to the frequency shift. Somewhat surprisingly, we find the contribution from the retardation effect to be on the same order of magnitude as the relativistic contributions. To analyze the significance of these effects, we investigate secret key rates for a continuous variable quantum key distribution protocol for various configurations of satellite orbits and ground stations. We find that the corrections from relativistic effects and retardation significantly impact the communication performance and should be taken into account.
- Abstract（参考訳）: 宇宙ベースの量子通信は、衛星や地上局が高高度と大きな相対速度で光信号を交換するのが自然である。
一般相対論的考察から、周波数シフトを縦ドップラー寄与、相対論的補正、伝播遅延(遅延)からの補正に体系的に分離する。
ケプラー衛星軌道に対する相対論的補正は、周波数シフトに対する重力的および特殊相対論的時間拡張の寄与と比較して、考慮された時間スケールで無視可能である。
意外なことに、遅滞効果からの貢献は相対論的貢献と同じ桁数にあることが分かりました。
これらの効果の意義を分析するために、衛星軌道や地上局の様々な構成のための連続可変量子鍵分配プロトコルの秘密鍵レートについて検討する。
相対論的効果と遅延による補正は通信性能に大きく影響し,考慮すべきである。
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