論文の概要: Operational limits to entanglement-based satellite quantum key distribution

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2602.11833v1
• Date: Thu, 12 Feb 2026 11:22:15 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-02-13 21:07:25.783949
• Title: Operational limits to entanglement-based satellite quantum key distribution
• Title（参考訳）: 絡み合いに基づく衛星量子鍵分布の操作限界
• Authors: Jasminder S. Sidhu, Sarah E. McCarthy, Cameron Paterson, Daniel K. L. Oi,
• Abstract要約: 絡み合いに基づく量子鍵分布は、低い一致するカウントレートのために有限な鍵効果をもたらす。 我々は、低地球軌道衛星からのペア分布の高忠実度モデルを開発する。 我々はこれを、BBM92プロトコルのための厳密な有限鍵セキュリティフレームワークと統合し、異なるオーバーパスジオメトリ間で秘密鍵長を最適化する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Space-based distribution of quantum entanglement will be essential for global quantum networking and secure communications. Modelling and analysis of the performance of satellite entanglement pair distribution is important for the architecture and design of constellations and space systems. Entanglement-based quantum key distribution, in the absence of quantum repeaters, is especially prone to finite key effects due to low coincident count rates compared to trusted node single-path links. Therefore, there is a need for a comprehensive study of finite-key effects in the context of direct dual downlink quantum key distribution taking into account the characteristics of the overpass geometries. We develop a high-fidelity model of pair distribution from a low Earth orbit satellite that captures orbital dynamics, elevation-dependent loss, background noise, and extraneous detector effects. We integrate this with a rigorous finite-key security framework for the BBM92 protocol to optimise secret key length across different overpass geometries, orbital altitudes, and optical ground station (OGS) separations. These results provide quantitative performance bounds and design guidelines for near-term SatQKD missions, enabling informed trade-offs between satellite payload complexity, ground infrastructure, and achievable secure key throughput.
• Abstract（参考訳）: 量子絡み合いの空間的分布は、グローバルな量子ネットワークとセキュアな通信にとって不可欠である。 衛星エンタングルメント対分布のモデル化と解析は、星座と宇宙システムのアーキテクチャと設計において重要である。 エンタングルメントに基づく量子鍵分布は、特に量子リピータが存在しない場合、信頼されたノードの単一パスリンクと比較して低い一致数率のため、有限な鍵効果をもたらす。 したがって、オーバーパス測地の特性を考慮した直接二重ダウンリンク量子鍵分布の文脈における有限キー効果の包括的な研究が必要である。 我々は、軌道力学、高度依存損失、バックグラウンドノイズ、および外界検出器効果を捉えた低軌道衛星からの対分布の高忠実度モデルを開発する。 我々はこれを、BBM92プロトコルのための厳密な有限鍵セキュリティフレームワークと統合し、異なるオーバーパス測地、軌道高度、光学地上局(OGS)分離の秘密鍵長を最適化する。 これらの結果は、SatQKDミッションの定量的なパフォーマンスバウンダリと設計ガイドラインを提供し、衛星ペイロードの複雑さ、地上インフラ、および達成可能なセキュアな鍵スループットの間の情報トレードオフを可能にする。

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