Improving length estimation of the secret key in satellite-to-ground quantum channel

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

We study and optimize the length of the secret sequence depending on the intervals of splitting the communication session between the satellite and the ground station during the quantum key distribution. Due to dynamically changing channel parameters, the proposed technique allows for significant increases in the final key rate and length.

Full Text

Restricted Access

About the authors

Е. I. Ivchenko

Moscow Institute of Physics and Technology; International Center for Quantum Optics and Quantum Technologies; QSpace Technologies LLC; MISIS National University of Science and Technology

Author for correspondence.
Email: ivchenko.ei@phystech.edu
Russian Federation, Dolgoprudny; Moscow; Moscow; Moscow

A. V. Khmelev

Moscow Institute of Physics and Technology; International Center for Quantum Optics and Quantum Technologies; QSpace Technologies LLC

Email: ivchenko.ei@phystech.edu
Russian Federation, Dolgoprudny; Moscow; Moscow

V. L. Kurochkin

Moscow Institute of Physics and Technology; International Center for Quantum Optics and Quantum Technologies; QSpace Technologies LLC; MISIS National University of Science and Technology

Email: ivchenko.ei@phystech.edu
Russian Federation, Dolgoprudny; Moscow; Moscow; Moscow

References

  1. Gisin N., Ribordy G., Tittel W., Zbinden H. // Rev. Mod. Phys. 2002. V. 74. No. 1. P. 145.
  2. Кронберг Д.А., Ожигов Ю.И., Чернявский А.Ю. Квантовая информатика и квантовый компьютер: учебное пособие. М.: МАКС Пресс, 2011. 64 с.
  3. Bennett C.H., Brassard G. // arXiv:2003.06557. 2020.
  4. Shor P.W., Preskill J. // Phys. Rev. Lett. 2000. V. 85. No. 2. P. 441.
  5. Курочкин В.Л., Кривякин Г.К., Зверев А.В. и др. // Изв. РАН. Сер. физ. 2016. Т. 80. № 1. С. 10; Kurochkin V.L., Krivyakin G.K., Zverev A.V. et al. // Bull. Russ. Acad. Sci. Phys. 2016. V. 80. No. 1. P. 5.
  6. Курочкин В.Л., Неизвестный И.Г. // Изв. РАН. Сер. физ. 2015. Т. 79. № 2. С. 195; Kurochkin V.L., Neizvestnyj I.G. // Bull. Russ. Acad. Sci. Phys. 2015. V. 79. No. 2. P. 173.
  7. Lucamarini M., Yuan Z.L., Dynes J.F., Shields A.J. // Nature. 2018. V. 557. No. 7705. P. 400.
  8. Курочкин В.Л., Коляко А.В. // Изв. РАН. Сер. физ. 2016. Т. 80. № 1. С. 5; Kurochkin V.L., Kolyako A.V. // Bull. Russ. Acad. Sci. Phys. 2016. V. 80. No. 1. P. 1.
  9. Liao S.K., Cai W.Q., Liu W.Y. et al. // Nature. 2017. V. 549. No. 7670. P. 43.
  10. Khmelev A.V., Ivchenko E.I., Miller A.V. et al. // Entropy. 2023. V. 25. No. 4. Art. No. 670.
  11. Ma X., Qi B., Zhao Y., Lo H.K. // Phys. Rev. A. 2005. V. 72. No. 1. Art. No. 012326.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Histograms of the dependence of the number of received clicks (a) and the percentage of quantum bit errors (QBER) in them (b) for the case of small fluctuations in the neighbourhood of the model averages

Download (419KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Histograms of the dependence of the number of received clicks (a) and the percentage of quantum bit errors (QBER) in them (b) for the case of significant fluctuations, which can be associated with the instability of the experimental equipment and bad weather conditions

Download (332KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Plots of the dependence of the final key length on the size of the segments of the session interval partitioning in the case of small fluctuations (a) and for large deviations (b) of the number of clicks from the theoretical average

Download (167KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».