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LEO 小卫星 QKD 下行链路性能:QuantSat-PT 案例研究

量子物理 2022-09-22 v1

摘要

在这项工作中,我们建模并仿真了从低地球轨道(LEO)小卫星到光学地面站(OGS)的量子密钥分发(QKD)下行链路性能,作为 QuantSat-PT 任务概念与初步设计阶段的组成部分。通过详细建模与仿真下行传输信道效应,重点针对 BB84 与 E91 协议的湍流与大气损耗,我们找到了一组一致的性能包络取值,解决了此前工作所报道任务实验数据中的模糊性。对于 4 态 BB84 协议,在 750 km 轨道天顶处我们得到筛选密钥率与量子比特误码率(QBER)分别为 32.1 kbit/s 与 4%4\%。对于 E91 协议,进行了 Clauser、Horne、Shimony 和 Holt(CHSH)检验,得到任务的相关性因子 S[2.63±0.02,1.91±0.03]S \in[-2.63\pm0.02,-1.91\pm0.03]。讨论了这些结果与最先进模拟器的一致性及其对基于卫星的实验性 QKD 的意义。

关键词

引用

@article{arxiv.2209.10293,
  title  = {LEO small satellite QKD downlink performance: QuantSat-PT case study},
  author = {Vladlen Galetsky and Manfred Niehus},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2209.10293},
  year   = {2022}
}