#qkd

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👥 作者: Yaoxuan Yang, Ivi Afxenti, Majid Safari

量子密钥分发(QKD)提供信息论安全性,而基于卫星的量子密钥分发(SatQKD)展示了将其扩展到洲际尺度的潜力。然而,大气湍流会导致接收光束的空间分布发生显著畸变,而背景噪声在探测器平面上保持近似均匀。因此,由于成像波前的随机空间模式,单元素量子比特(qubit)检测可能经常被噪声主导,从而降低系统性能。为了解决这一限制,本文提出利用单光子探测器阵列的空间自由度来抑制过量噪声,同时适应湍流引起的信道变化。研究人员开发了一种基于阈值的选择方法,仅激活那些具有更高概率注册量子比特的探测器元素。通过蒙特卡洛模拟,在考虑衍射和大气湍流对传输光束的影响以及存在背景和暗噪声的情况下,评估了所提出的噪声抑制QKD方案的性能。结果表明,与传统方案相比,所提出的噪声抑制策略有效降低了量子比特错误率(QBER)并提高了密钥生成率(SKR)性能,而性能增益取决于湍流条件。这些发现展示了自适应阵列接收器设计在增强SatQKD系统在真实大气条件下的鲁棒性方面的潜力。

💡 推荐理由: 该研究提出了针对大气湍流影响下卫星QKD系统的实用噪抑方法,有望提升洲际量子安全通信的可靠性和密钥速率,对保障未来量子通信网络的安全具有重要意义。

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