論文の概要: Finite-key feasibility of geostationary quantum key distribution

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2605.29706v1
• Date: Thu, 28 May 2026 10:04:37 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-05-30 02:45:56.168625
• Title: Finite-key feasibility of geostationary quantum key distribution
• Title（参考訳）: 静止量子鍵分布の有限キー実現可能性
• Authors: Vaisakh Mannalath, Víctor Zapatero, Marcos Curty,
• Abstract要約: 静止地球軌道(GEO)衛星による量子鍵分布は、通信を安全にするための魅力的な経路を提供する。 本稿では,GEOダウンリンク構成におけるデコイ状態BB84プロトコルのエンド・ツー・エンド実現可能性について概説する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Quantum key distribution (QKD) via geostationary Earth orbit (GEO) satellites offers a compelling route to continuous, continental-scale secure communications. However, operation in this regime entails extreme channel loss and significant background noise, particularly if daylight operation is desired. We present a comprehensive end-to-end feasibility study of a decoy-state BB84 protocol in a GEO downlink configuration, incorporating variable-length finite-key security and tight statistical bounds to expand the achievable positive-key regime. Our analysis encompasses the principal receiver architectures relevant to downlink QKD and employs a physically realistic channel model that captures the dominant loss and noise mechanisms. We evaluate performance across rural, urban, and coastal environments at multiple wavelengths, including visible Fraunhofer absorption minima and the telecom band. Using historical cloud data across Europe, we forecast the annual secret-key yield across the continent. Through a systematic exploration of the high-dimensional parameter space, we identify key trade-offs and performance bottlenecks that determine feasibility. These results establish practical operating thresholds and provide actionable design guidelines for future GEO-QKD missions.
• Abstract（参考訳）: 静止地球軌道(GEO)衛星による量子鍵分布(QKD)は、連続的で大陸規模の安全な通信への魅力的な経路を提供する。 しかし,この体制では,特に日中操作が望まれる場合には,極端にチャネル損失と大きなバックグラウンドノイズが伴う。 本稿では, 可変長有限鍵セキュリティと厳密な統計的境界を組み込んで, 達成可能な正鍵体制を拡張することで, デコイ状態BB84プロトコルのGEOダウンリンク構成におけるエンド・ツー・エンドの実現可能性について検討する。 本分析では, ダウンリンクQKDに関連する主受波器アーキテクチャを包含し, 物理的に現実的なチャネルモデルを用いて, 支配的な損失とノイズのメカニズムを捉える。 可視光フラウンホーファー吸収ミニマと通信帯域を含む,農村・都市・沿岸環境の多波長帯における性能評価を行った。 ヨーロッパ全土の歴史的クラウドデータを用いて、大陸全体の年次秘密鍵利回りを予測する。 高次元パラメータ空間の体系的な探索を通じて、実現可能性を決定する重要なトレードオフと性能ボトルネックを特定する。 これらの結果は、実用的な運用しきい値を確立し、将来のGEO-QKDミッションのための実行可能な設計ガイドラインを提供する。

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