論文の概要: On the viability of Transatlantic Quantum Entanglement Distribution using Combined Satellite and Stratospheric Relay Nodes
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2606.09805v1
- Date: Mon, 08 Jun 2026 17:54:15 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-06-09 14:42:07.669588
- Title: On the viability of Transatlantic Quantum Entanglement Distribution using Combined Satellite and Stratospheric Relay Nodes
- Title（参考訳）: 衛星と成層圏リレーノードを組み合わせた大西洋横断量子絡み合い分布の実現可能性について
- Authors: Kimia Mohammadi, Paul J. Godin, Thomas Jennewein,
- Abstract要約: 衛星と成層圏高高度プラットフォームを含む自由空間リンク構成を定義する。
我々は、低地球軌道(LEO)衛星上に位置する絡み合った光子源からなるハイブリッドアーキテクチャが、HAPs上に位置する2つの受動光リレーによって支えられ、最も絡み合った分布速度が得られることを発見した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.09558392439655013
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: To explore the pathways toward establishing a global quantum network, we investigate several link architectures for transatlantic quantum entanglement distribution over a 6,500 km ground distance. We define free-space link configurations involving satellites and stratospheric high altitude platforms (HAPs), using today's technology and without relying on quantum memories and repeaters. Considering link budgets, space radiation, orbital characteristics, and system complexity we find that a hybrid architecture consisting of an entangled photon source located on a low Earth orbit (LEO) satellite supported by two passive optical relays located on HAPs provides the overall highest entanglement distribution rate. In addition, the satellite HAP architecture offers practical advantages in payload design and launch requirements, and the ability to lower the weather-related link interruptions assuming some maneuverability of HAPs. Overall, this hybrid configuration yields on the order of 5X10^6 secure key bits per year using 30 cm aperture ground receivers, nearly two orders of magnitude higher than achievable with a single MEO satellite and 1 m aperture ground receivers. Our results highlight the major benefits of hybrid satellite HAP architectures by reducing system complexity while enabling scalable and more accessible long-range quantum communication networks.
- Abstract（参考訳）: グローバルな量子ネットワークを確立するための経路を探るため,大西洋横断型量子絡み合い分布のリンクアーキテクチャを6,500kmの地上で検討した。
衛星と成層圏高高度プラットフォーム(HAP)を含む自由空間リンク構成を定義し、今日の技術を使用し、量子メモリやリピータに依存しない。
リンク予算、宇宙放射線、軌道特性、システム複雑さを考慮すると、低地球軌道(LEO)衛星上に位置する絡み合った光子源からなるハイブリッドアーキテクチャは、HAPs上の2つの受動光リレーによって支えられ、全体的な絡み合った分布速度が得られる。
さらに、衛星HAPアーキテクチャは、ペイロード設計と打ち上げ要求において実用的な利点を提供し、HAPの操作性を考えると、気象関連リンクの中断を低減できる。
全体として、このハイブリッド構成は、30cmの地上受信機を用いて、1つのMEO衛星と1mの地上受信機を使って、年間5X10^6の安全な鍵ビットの順序で得られる。
本研究は、スケーラブルでアクセスしやすい長距離量子通信ネットワークを実現するとともに、システムの複雑さを低減し、ハイブリッド衛星HAPアーキテクチャの利点を浮き彫りにするものである。
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