論文の概要: Quantum Key Distribution in the Iberian Peninsula

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2510.12951v1
• Date: Tue, 14 Oct 2025 19:55:36 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-10-16 20:13:28.401103
• Title: Quantum Key Distribution in the Iberian Peninsula
• Title（参考訳）: イベリア半島における量子鍵分布
• Authors: Vicky Domínguez Tubío, Mario Badás Aldecocea, David L. Bakker, Gustavo C. Amaral, Diego López, Johannes Borregaard,
• Abstract要約: 量子鍵分布(QKD)は、古典的な方法では達成できない情報理論のセキュリティを提供する。 本稿では,マドリードとバルセロナ,ビルバオ,リスボンを結ぶ衛星ベースのQKD構成を提案し,評価する。 以上の結果から,病院間のセキュアな通信など,現実の応用に十分なキーレートが,既存のプロトコルで実現可能であることが示唆された。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: A promising use of quantum networking is quantum key distribution (QKD), which can provide information-theoretic security unattainable by classical means. While optical fiber-based QKD networks suffer from exponential loss, satellite-assisted quantum communication offers a scalable solution for long-distance secure key exchange. In this work, we propose and evaluate a satellite-based QKD setup covering the Iberian Peninsula, linking Madrid with Barcelona, Bilbao, and Lisbon. Our proposed setup uses a Low-Earth-Orbit (LEO) state-of-the-art satellite equipped with a spontaneous parametric down-conversion (SPDC) source to distribute entangled photon pairs to ground stations. Considering vibrations in the satellite, we optimize the beam waist to enhance the transmission probability and improve the secret key rate (SKR). Our results show that key rates sufficient for real-world applications, such as secure communication between hospitals, using hybrid classical-quantum protocols are feasible with existing protocols. Our results highlight the viability of near-term satellite-based QKD networks for national-scale secure communications.
• Abstract（参考訳）: 量子ネットワークの有望な利用は量子鍵分布(QKD)であり、古典的な方法では達成できない情報理論上のセキュリティを提供することができる。 光ファイバーベースのQKDネットワークは指数損失に悩まされているが、衛星アシスト量子通信は長距離安全な鍵交換のためのスケーラブルなソリューションを提供する。 本研究では,イベリア半島をカバーし,マドリードとバルセロナ,ビルバオ,リスボンを結ぶ衛星ベースのQKD構成を提案し,評価する。 提案装置は, 自発パラメトリックダウンコンバージョン(SPDC)を用いた低地球軌道(LEO)衛星を用いて, 絡み合った光子対を地上局に分配する。 衛星の振動を考慮すると、送信確率を高め、秘密鍵レート(SKR)を改善するためにビームウエストを最適化する。 以上の結果から,病院間のセキュアな通信,ハイブリッドな古典量子プロトコルの利用など,現実的な応用に十分なキーレートが,既存のプロトコルで実現可能であることが示された。 本研究は,近距離衛星ベースQKDネットワークによる国家規模のセキュア通信の実現可能性を明らかにするものである。

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