预测自由空间量子通信中的大气湍流
量子物理
2025-06-26 v1 计算物理
光学
摘要
大气湍流是大规模自由空间量子通信网络的主要障碍。畸变扰动光学信息载体, 从而限制或防止在两方之间建立安全链接。因此, 对自由空间信道内湍流强度的预测极具吸引力, 它允许提前知悉最佳时机以建立安全链接。本文训练了一个循环神经网络 TAROCCO, 用于预测自由空间信道内的湍流强度。该网络的训练基于为跨越奥斯汀市区 5.4 公里自由空间链路收集的 9 个月天气与湍流数据。我们演示了来自 TAROCCO 网络准确预测的影响, 在不同湍流情景下基于光学轨道角动量态的高维量子密钥分发协议中进行模拟。TAROCCO 将在实际实验情景中验证自由空间信道, 以为安全通信的密钥交换提供最佳路由。
引用
@article{arxiv.2406.14768,
title = {Predicting atmospheric turbulence for secure quantum communications in free space},
author = {Tareq Jaouni and Lukas Scarfe and Frédéric Bouchard and Mario Krenn and Khabat Heshami and Francesco Di Colandrea and Ebrahim Karimi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2406.14768},
year = {2025}
}