論文の概要: Performance Analysis of One- and Two-way DV-QKD with MIMO FSO Communication Systems
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2511.05173v1
- Date: Fri, 07 Nov 2025 11:42:25 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-11-10 21:00:44.750164
- Title: Performance Analysis of One- and Two-way DV-QKD with MIMO FSO Communication Systems
- Title（参考訳）: MIMO FSO通信システムを用いた一方向および二方向DV-QKDの性能解析
- Authors: Sushil Kumar, Soumya P. Dash, George C. Alexandropoulos,
- Abstract要約: 2人の正当なユーザーが、自由空間の光チャネルで秘密鍵を交換しようとします。
一方向および二方向の離散可変量子鍵分布プロトコルを使用するための新しいフレームワークについて述べる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 33.44770581515422
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: This paper considers a multiple-input multiple-output (MIMO) wireless system wherein two legitimate users attempt to exchange secret keys over free-space optical (FSO) channels. Novel frameworks for the use of the one- and two-way discrete-variable quantum key distribution (DV-QKD) protocols, employing weak coherent pulses and decoy states, are presented. Focusing on the case where a photon-number-splitting attack is adopted by the eavesdropper and the legitimate multi-antenna receiver using threshold detection for the key extraction, novel expressions for the secret key rate and quantum bit error rate for both one- and two-way protocols are derived. The performance gain with larger MIMO configurations and the tradeoff between the performances with the one- and the two-way protocols with respect to the transmission distance of the legitimate FSO link are numerically assessed.
- Abstract（参考訳）: 本稿では、2人の正統なユーザがフリースペース光(FSO)チャネルを介して秘密鍵を交換しようとするマルチインプットマルチアウトプット(MIMO)無線システムについて考察する。
弱いコヒーレントパルスとデコイ状態を用いた1方向および2方向離散可変量子鍵分布(DV-QKD)プロトコルの新たなフレームワークについて述べる。
鍵抽出のしきい値検出を用いた盗聴器及び正統なマルチアンテナ受信機により、光子数分割攻撃が採用された場合に着目し、秘密鍵レートの新規表現と、一方および双方向のプロトコルの量子ビット誤り率を導出する。
正規のFSOリンクの伝送距離に関して、MIMO構成が大きくなり、一方のプロトコルと双方向のプロトコルとのトレードオフが大きくなる性能ゲインを数値的に評価する。
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