論文の概要: CV-QKD over Turbulence Channels with Virtual Photon Subtraction and Quantum Multiple-Symbol Detection for Underwater Quantum Communications
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2605.23557v1
- Date: Fri, 22 May 2026 12:23:00 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-05-25 17:29:20.341346
- Title: CV-QKD over Turbulence Channels with Virtual Photon Subtraction and Quantum Multiple-Symbol Detection for Underwater Quantum Communications
- Title（参考訳）: 仮想光子サブトラクションと量子多重シンボル検出を用いた水中量子通信用CV-QKD
- Authors: Nour Rizk, Hesham S. Ibrahim, Angélique Drémeau, Arnaud Coatanhay,
- Abstract要約: 連続可変量子鍵分布(CV-QKD)は、安全な水中量子通信のための有望なアプローチである。
本稿では,Aliceの測定結果のポストセレクションにより,仮想光子サブトラクション(VPS)を用いた水中CV-QKDシステムを提案する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.1132921061048109
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Continuous-variable quantum key distribution (CV-QKD) is a promising approach for secure underwater quantum communications (UQCs), where propagation loss, scattering, turbulence, and receiver thermal noise can severely degrade the transmission of quantum states. In this paper, we propose an underwater CV-QKD system with virtual photon subtraction (VPS), implemented through post-selection of Alice's measurement outcomes, without requiring channel state information (CSI) at the receiver. Three VPS-based system configurations are analyzed, corresponding to homodyne detection (VPS-HD), quantum maximum-likelihood detection (VPS-QMLD), and quantum multiple-symbol detection (VPS-QMSD). System performance is evaluated in terms of the accepted-only quantum bit error rate (QBER), where underwater turbulence is modeled by an Erlang distribution. Analytical and semi-closed-form QBER expressions are derived for the three configurations and validated through Monte Carlo simulations for different water types and system parameters. The results show close agreement between analytical and simulation results and demonstrate that VPS-QMSD provides the best robustness against underwater turbulence, achieving the lowest QBER compared with VPS-QMLD and VPS-HD.
- Abstract（参考訳）: 連続可変量子鍵分布(CV-QKD)は、安全な水中量子通信(UQC)のための有望なアプローチである。
本稿では,Aliceの測定結果のポストセレクションによって実装された仮想光子サブトラクション(VPS)を用いた水中CV-QKDシステムを提案する。
ホモダイン検出(VPS-HD)、量子最大類似度検出(VPS-QMLD)、量子多重シンボル検出(VPS-QMSD)に対応する3つのVPSベースのシステム構成を解析する。
システム性能は、Erlang分布によって水中乱流がモデル化される、受理のみの量子ビット誤り率(QBER)の観点から評価される。
解析的および半閉形式QBER式は3つの構成に対して導出され, 異なる水型とシステムパラメータに対してモンテカルロシミュレーションにより検証された。
その結果,VPS-QMLDは,VPS-QMLDとVPS-HDと比較して最低のQBERを達成した。
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