面向纳卫星偏振编码量子密钥分发的光载荷设计与测试
量子物理
2023-01-20 v1 光学
空间物理
摘要
基于卫星的量子密钥分发（QKD）在低地球轨道（LEO）中是目前唯一可跨越数千公里的可行技术。由于卫星典型的过顶通行仅持续数分钟，提高信号速率以最大化密钥长度至关重要。对于将在两年内发射的QUARC CubeSat任务，我们正在设计双波长、弱相干脉冲诱饵态Bennett-Brassard '84（WCP DS BB84）QKD源。光载荷设计于 定制铝壳中。离散变量QKD源由工作在785 nm和808 nm的两个对称源组成。激光二极管固定分别产生水平、垂直、对角和反对角（H,V,D,A）偏振，将其合束并衰减至0.3和0.5光子/脉冲的平均光子数。我们通过空间模式滤波输出光束并表征其光谱与时间特性，确保该源可抵御大多数侧信道攻击。源的消光比以 贡献于本征量子比特误码率（QBER）。该源工作于200MHz，足以在自由空间信道估计40 dB损耗下提供每秒几千比特的安全密钥率。
引用
@article{arxiv.2211.10814,
title = {Design and test of optical payload for polarization encoded QKD for Nanosatellites},
author = {Jaya Sagar and Elliott Hastings and Piede Zhang and Milan Stefko and David Lowndes and Daniel Oi and John Rarity and Siddarth K. Joshi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2211.10814},
year = {2023}
}