論文の概要: Adaptive Entanglement-Aware Routing for Satellite Quantum Networks under Orbital and Atmospheric Variability

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2511.05228v1
• Date: Fri, 07 Nov 2025 13:24:36 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-11-10 21:00:44.770817
• Title: Adaptive Entanglement-Aware Routing for Satellite Quantum Networks under Orbital and Atmospheric Variability
• Title（参考訳）: 軌道・大気変動下における衛星量子ネットワークの適応エンタングルメント対応ルーティング
• Authors: Dhrumil Bhatt, Vidushi Kumar,
• Abstract要約: 衛星ベースの量子ネットワークの拡張は、動的軌道および大気条件下での絡み合いを維持する適応的なルーティング機構を必要とする。 本研究は、軌道幾何学、大気減衰、マルチテキストリンク評価を共同で行う、適応的絡み合い対応ルーティングフレームワークを提案する。 このフレームワークは、ネットワークサイズでサブ線形パス長のスケーリングを実現し、$sigma_mathrmfade=0.1$までの分散を減少させるために頑健であり、将来の大域量子星座の強い可能性を示している。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: The expansion of satellite-based quantum networks requires adaptive routing mechanisms that can sustain entanglement under dynamic orbital and atmospheric conditions. Conventional schemes, often tailored to static or idealised topologies, fail to capture the combined effects of orbital motion, fading, and trust variability in inter-satellite links. This work proposes an \textit{adaptive entanglement-aware routing framework} that jointly accounts for orbital geometry, atmospheric attenuation, and multi-parameter link evaluation. The routing metric integrates fidelity, trust, and key-rate weights to maintain connectivity and mitigate loss from turbulence and fading. Monte Carlo simulations across multiple orbital densities ($\rho = 10^{-6}$~km$^{-3}$) and environmental regimes, standard atmosphere, strong turbulence, and clear-sky LEO show up to a 275\% improvement in key generation rate and a 15\% increase in effective entanglement fidelity over existing adaptive methods. The framework achieves sub-linear path-length scaling with network size and remains robust for fading variances up to $\sigma_{\mathrm{fade}}=0.1$, demonstrating strong potential for future global quantum constellations.
• Abstract（参考訳）: 衛星ベースの量子ネットワークの拡張は、動的軌道および大気条件下での絡み合いを維持する適応的なルーティング機構を必要とする。 従来のスキームは、しばしば静的あるいは理想化されたトポロジに適合するが、衛星間リンクにおける軌道運動、フェーディング、信頼変数の複合効果を捉えられなかった。 本研究は、軌道幾何学、大気減衰、マルチパラメータリンク評価を共同で行う「textit{adaptive entanglement-aware routing framework」を提案する。 ルーティングメトリックは、忠実度、信頼度、キーレートの重みを統合し、接続性を維持し、乱れや衰退による損失を軽減する。 モンテカルロシミュレーションは、複数の軌道密度 (\rho = 10^{-6}$~km$^{-3}$) と環境条件、標準大気、強い乱流、およびクリアスキーLEOをまたいだシミュレーションを行い、キー生成速度は275倍に向上し、既存の適応手法よりも15倍に向上した。 このフレームワークは、ネットワークサイズでサブ線形パス長のスケーリングを実現し、$\sigma_{\mathrm{fade}}=0.1$までの分散を弱め、将来の大域量子星座の強いポテンシャルを示す。

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