論文の概要: Key Evaluation of a Relativistic Quantum Key Distribution Over a Turbulent Free-space Optical Channel
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2610.38808v1
- Date: Wed, 28 Oct 2026 20:08:28 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-11-03 08:34:20.988589
- Title: Key Evaluation of a Relativistic Quantum Key Distribution Over a Turbulent Free-space Optical Channel
- Title（参考訳）: 乱流自由空間光チャネル上の相対論的量子鍵分布の鍵評価
- Abstract要約: 大気乱流がインターフェロメトリの可視性とシークレットキーの生成に与える影響を説明するために理論が開発された。
その結果,大気の乱流は干渉可視性を低下させることでプロトコル性能を低下させることがわかった。
コヒーレント・ステートの実装は干渉計幾何学に重要な依存を示し、安全な鍵生成がもはや不可能なしきい値に繋がる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We investigate the performance of relativistic quantum key distribution (RQKD) over turbulent free-space optical channels for both single-photon and coherent-state implementations. A theoretical model is developed to describe the effect of atmospheric turbulence on interferometric visibility and secret-key generation by incorporating turbulence-induced phase fluctuations into the key-rate analysis. Numerical simulations are performed under realistic channel conditions to evaluate the achievable communication distance and secret-key rate. The results show that atmospheric turbulence degrades the protocol performance by reducing interference visibility, with the severity of the degradation determined by the ratio between the interferometer-arm separation $r$ (or temporal separation of signal and reference states $ΔT$) and Fried's parameter. The single-photon protocol remains operational over all investigated turbulence regimes, whereas the coherent-state implementation exhibits a critical dependence on the interferometer geometry (especially on $ΔT$), leading to a threshold beyond which secure key generation is no longer possible. These findings quantify the impact of atmospheric turbulence on relativistic quantum key distribution and provide practical guidelines for the design and optimization of free-space RQKD systems.
- Abstract（参考訳）: 単一光子およびコヒーレント状態実装のための乱流自由空間光チャネル上での相対論的量子鍵分布(RQKD)の性能について検討する。
大気乱流が干渉計の可視性とシークレットキー発生に及ぼす影響を, 大気乱流誘起相ゆらぎをキーレート解析に組み込んだ理論モデルを構築した。
現実的なチャネル条件下で数値シミュレーションを行い、達成可能な通信距離とシークレットキーレートを評価する。
その結果、干渉可視性を低下させ、干渉計アーム分離$r$(または信号と参照状態の時間的分離$ΔT$)とFriedのパラメータの比率によって決定される劣化の重大度を減少させることにより、大気の乱流はプロトコル性能を劣化させることが示された。
一方、コヒーレント状態の実装は干渉計幾何学(特に$ΔT$)に重要な依存を示し、安全な鍵生成が不可能なしきい値となる。
これらの結果は、相対論的量子鍵分布に対する大気乱流の影響を定量化し、自由空間RQKDシステムの設計と最適化のための実用的なガイドラインを提供する。
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