論文の概要: Overview of Routing Approaches in Quantum Key Distribution Networks

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2511.15465v1
• Date: Wed, 19 Nov 2025 14:24:15 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-11-20 15:51:28.843504
• Title: Overview of Routing Approaches in Quantum Key Distribution Networks
• Title（参考訳）: 量子鍵配電ネットワークにおけるルーティング手法の概要
• Authors: Ivan Cvitic, Dragan Perakovic, Armando Nolasco Pinto,
• Abstract要約: 量子鍵分配(QKD)ネットワークは、量子力学的原理を用いて、無条件で安全な鍵交換を可能にする。 暗号鍵をマルチホップ量子ネットワークにルーティングすることは、量子通信に特有の課題をもたらす。 本調査は,2013年から2024年にかけて提案された地上・衛星・ハイブリッドQKDインフラにおける26のルーティング戦略を分析し,分類する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
• Abstract: Quantum Key Distribution (QKD) networks enable unconditionally secure key exchange using quantum mechanical principles. However, routing cryptographic keys across multi-hop quantum networks introduces challenges unique to quantum communication. This survey analyzes and classifies 26 routing strategies proposed between 2013 and 2024 for terrestrial, satellite, and hybrid QKD infrastructures. Dynamic, key-aware routing algorithms have been shown to reduce service rejection rates by 25-40% compared to static shortest-path methods by incorporating real-time key pool availability and link error rates. Multi-path strategies improve resilience against trusted-node compromise by distributing keys across disjoint routes, albeit with an increase in key consumption of 30-60%. SDN-based orchestration frameworks emerge as essential enablers of flexible, QoS-aware routing for hybrid networks integrating terrestrial fibers and intermittent satellite links. Critical research directions include reducing dependence on trusted nodes through quantum repeaters or post-quantum cryptography, developing standardized key management interfaces for interoperability, and adopting AI-driven predictive routing for adapting to fluctuating network states. This comprehensive synthesis of routing algorithms, performance trade-offs, and unresolved issues offers practical guidance for engineering secure, adaptable, and large-scale QKD networks capable of meeting real-world deployment demands.
• Abstract（参考訳）: 量子鍵分配(QKD)ネットワークは、量子力学的原理を用いて、無条件で安全な鍵交換を可能にする。 しかし、暗号鍵をマルチホップ量子ネットワークにルーティングすることは、量子通信に特有の課題をもたらす。 本調査は,2013年から2024年にかけて提案された地上・衛星・ハイブリッドQKDインフラにおける26のルーティング戦略を分析し,分類する。 動的キー対応ルーティングアルゴリズムは、リアルタイムキープール可用性とリンクエラー率を組み込むことで、静的ショートパス法と比較して、サービス拒否率を25～40%削減することを示した。 マルチパス戦略は、キー消費が30～60%増加するにもかかわらず、解離したルートにキーを分散することで、信頼できるノードの妥協に対するレジリエンスを改善する。 SDNベースのオーケストレーションフレームワークは、地上のファイバと間欠的な衛星リンクを統合したハイブリッドネットワークのための、柔軟なQoS対応ルーティングの不可欠な実現手段として出現する。 重要な研究方向としては、量子リピータやポスト量子暗号による信頼されたノードへの依存の低減、相互運用性のための標準化されたキー管理インターフェースの開発、変動するネットワーク状態に適応するためのAI駆動予測ルーティングの採用などがある。 ルーティングアルゴリズム、パフォーマンストレードオフ、未解決問題の総合的な合成は、実際のデプロイメント要求を満たすことのできる、安全で適応性があり、大規模なQKDネットワークのための実践的なガイダンスを提供する。

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