論文の概要: A Risk-Aware Framework for Covert Quantum Communication under Stochastic Channel Uncertainty

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2605.18928v1
• Date: Mon, 18 May 2026 13:38:36 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-05-20 15:03:08.885316
• Title: A Risk-Aware Framework for Covert Quantum Communication under Stochastic Channel Uncertainty
• Title（参考訳）: 確率的チャネル不確実性下における量子通信のリスク認識フレームワーク
• Authors: Abbas Arghavani, Shahid Raza, Maryam Amiri, Alessandro Papadopoulos,
• Abstract要約: 被覆量子通信(CQC)は、メッセージの内容だけでなく、通信の存在も隠そうとしている。 CQCの不確実な物理層条件に対するリスク対応最適化フレームワークを提案する。 これらの結果は、CQCを、自由空間、衛星、低確率検出アプリケーションのための現実的なセキュアな量子ネットワークに近づける。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 39.146761527401424
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Covert quantum communication (CQC) seeks to hide not only message content but also the existence of communication. Existing CQC models usually assume deterministic or worst-case channel conditions, which are difficult to justify in realistic free-space optical and quantum links affected by turbulence, fluctuating background radiance, and stochastic detector noise. We propose a stochastic risk-aware optimization framework for CQC under uncertain physical-layer conditions. By modeling transmissivity and background noise as random variables, we express covertness and reliability guarantees through chance constraints with explicit outage budgets $ε_{\text{cov}}$ and $ε_{\text{rel}}$. This recasts CQC design as a risk-calibrated resource-allocation problem balancing throughput, covertness, reliability, and communication privacy. We derive quantile-based reformulations of the outage constraints, characterize feasible operating regions under stochastic uncertainty, and introduce a complementary risk-adjusted utility formulation to expose throughput-risk trade-offs. The analysis reveals that modest relaxations in acceptable covertness-outage risk can yield large throughput gains, while aggressive optimization may break covertness outside sparse-transmission regimes. Monte Carlo results under log-normal fading and stochastic thermal noise show that the framework expands feasible operating regions, improves covert throughput by more than an order of magnitude, and identifies degradation boundaries beyond which covert operation becomes unreliable. These results move CQC closer to realistic secure quantum networking for free-space, satellite, and low-probability-of-detection applications.
• Abstract（参考訳）: 被覆量子通信(CQC)は、メッセージの内容だけでなく、通信の存在も隠そうとしている。 既存のCQCモデルは、通常、決定論的または最悪のチャネル条件を前提としており、乱れ、変動する背景放射、確率的検出器ノイズの影響を受け、現実的な自由空間の光学的および量子的リンクを正当化することは困難である。 本研究では,不確実な物理層条件下でのCQCの確率的リスク認識最適化フレームワークを提案する。 透過性とバックグラウンドノイズをランダム変数としてモデル化することにより、明示的な停止予算である$ε_{\text{cov}}$と$ε_{\text{rel}}$で、偶然の制約によって、隠蔽性と信頼性の保証を表現する。 このことは、CQC設計を、スループット、隠蔽性、信頼性、通信プライバシーのバランスをとるリスクキャリブレーションされたリソース割り当て問題として再考する。 我々は,停止制約の定量化,確率的不確実性の下で実現可能な動作領域の特徴付け,スループットリスクのトレードオフを露呈する相補的リスク調整ユーティリティ定式化を導入する。 この分析により、許容範囲の隠蔽・停止リスクの緩やかな緩和は大きなスループット向上をもたらすが、アグレッシブな最適化はスパース・トランスミッション・レギュレーションの外部の隠蔽性を損なう可能性があることが明らかになった。 モンテカルロの対数正規フェーディングおよび確率熱雑音による結果から,本フレームワークは実用可能な動作領域を拡大し,一桁以上の隠蔽スループットを向上し,隠蔽動作が信頼性を損なうような劣化境界を同定する。 これらの結果は、CQCを、自由空間、衛星、低確率検出アプリケーションのための現実的なセキュアな量子ネットワークに近づける。

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