Оценка средней скорости распределения ключей в оптическом канале связи между беспилотными летательными аппаратами

Филипп Александрович Якименко

Published Jan 1, 2023• 0 citations

Abstract

В данной работе представлены результаты моделирования средней скорости передачи данных в оптическом канале связи между беспилотными летательными аппаратами. Получены зависимости средней скорости распределения ключей по протоколу BB84 от диаметров выходных и входных линз приемопередающих блоков с учётом ослабления лазерного излучения за счет поглощения атмосферой и возникающей в ней турбулентности.

Related papers

Методика оценки потерь, обусловленных атмосферной турбулентностью в квантовом канале связи с КРК

Maksim V. Sapozhnikov, Ю.Б. Миронов, С.Ю. Казанцев

В статье рассматриваются существующие методы расчета атмосферных потерь в оптическом канале связи, а также новый метод, учитывающий влияние турбулентных ячеек (вихрей) атмосферы различных масштабов. В результате применения новой методики повышается точность расчета атмосферных потерь и, как следствие, точность оценки эффективности спутникового квантового распределения ключей. Сравниваются экспериментальные данные скорости генерации просеянной квантовой ключевой последовательности при нисходящем излучении между спутником и наземной станцией с результатами, полученными при помощи описанной методики оценки потерь, учитывающей влияние вихревой структуры атмосферы. The article discusses existing methods for calculating atmospheric losses, as well as a new approach that takes into account the influence of turbulent cells (vortices) of the atmosphere of various scales on the geometric parameters of the optical beam, allowing us to predict the deviation of optical radiation due to regular and random refraction. As a result, the accuracy of obtaining numerical results for calculating atmospheric losses and, as a consequence, assessing the efficiency of satellite quantum key distribution (QKD) is increased. The experimental data on the generation rate of the sifted quantum key sequence during downward radiation between the satellite and the ground station are compared with the results obtained using the described method of estimating losses, taking into account the influence of the vortex structure.

ЭлектросвязьAug 28, 20252 citations

Применение кремниевых лавинных фотодиодов для регистрации одиночных фотонов в установке по квантовой криптографии

Denis B. Tretyakov, A. V. Kolyako, A. S. Pleshkov

В данной работе представлены экспериментальные результаты, демонстрирующие долговременную стабильность работы нашей установки, которая генерирует квантовый ключ по протоколу BB84 с помощью поляризационного кодирования. Показано, что скорость генерации «просеянного» квантового ключа и уровень ошибочных битов в ключе оставались постоянными в течение 1 часа и равнялись 10 кбит/с и 6.5% (см. Рис.1), соответственно, при расстоянии между передатчиком и приемником, равном 20 см [2]. Приведены теоретические зависимости скорости генерации секретного квантового ключа от коэффициента пропускания квантового канала для детекторов одиночных фотонов, которые использовались в данном эксперименте, и новых детекторов с эффективностью регистрации 48% и частотой темновых импульсов 180 Гц.

ФОТОНИКА-2021 : ТЕЗИСЫ ДОКЛАДОВ РОССИЙСКОЙ КОНФЕРЕНЦИИ И ШКОЛЫ МОЛОДЫХ УЧЕНЫХ ПО АКТУАЛЬНЫМ ПРОБЛЕМАМ ПОЛУПРОВОДНИКОВОЙ ФОТОЭЛЕКТРОНИКИSep 27, 20211 citation

Обобщение атаки разделением по числу фотонов и ее эффективность при применении к протоколу квантовой криптографии на боковых частотах

Dmitry Anatolevich Kronberg

Протоколы квантовой криптографии на когерентных состояниях представляют интерес из-за простоты практической реализации. Но доказательство стойкости против всех атак для таких протоколов может быть непростым из-за затухания в линии связи, которое может быть использовано перехватчиком. В этой работе строится атака на протокол квантовой криптографии на боковых частотах, которая обобщает атаку разделением по числу фотонов. Анализируется эффективность атаки, в том числе в условиях отсутствия у перехватчика квантовой памяти.

ZhETF Pisma RedaktsiiuJan 1, 20250 citations

Обзор и моделирование типовых аппаратных архитектур систем квантового распределения ключей

Артём Аркадьевич Лукашов, Владимир Андреевич Фаерман

Актуальность исследования обусловлена предстоящим широким внедрением квантовых технологий в существующую информационно-телекоммуникационную инфраструктуру. Эффективное внедрение невозможно без предварительного анализа и обоснования достаточности и безопасности систем квантового распределения ключей. Это в свою очередь предполагает исследование и формализованное сравнение аппаратных архитектур, положенных в основу этих систем. Эффективным инструментом для решения последней задачи является компьютерное моделирование. Цель состоит в исследовании и систематизации типовых аппаратных архитектур систем квантового распределения ключей, их моделировании и верификации созданных моделей. Объектом являются практические архитектуры систем квантового распределения ключей. Методы: математическое описание оптических систем на основе формализма Джонса, имитационное моделирование в среде Simulink Matlab. Результаты. Реализована имитационная модель типовой системы квантового распределения ключей, использующей архитектуру Plug-n-Play. Корректность модели показана путём демонстрации толерантности к искажениям поляризации при передаче в волоконно-оптическом канале связи. Созданные модели оптических компонентов в Simulink могут использоваться для построения моделей систем других архитектур.

Известия ТПУ Промышленная кибернетикаJun 27, 20250 citations

Влияние свободного движения атомов на распространение лазерного излучения в оптически плотных средах в условиях резонанса когерентного пленения населенностей

Г. В. Волошин, K. A. Barancev, S. P. Voskobojnikov +1 more

Исследовано влияние свободного движения атомов на процессы поглощения двухчастотного лазерного излучения оптически плотной средой в условиях резонанса когерентного пленения населенностей. Обнаружено, что в такой системе каждая из двух компонент лазерного излучения поглощается по-разному. Показано, что различие в поглощении каждой из компонент лазерного излучения существенно зависит от скорости релаксации низкочастотной когерентности подуровней основного состояния. Определена область значений скоростей данной релаксации, в которой этот эффект проявляется наиболее сильно.

Zhur. Eksptl'. i Teoret. Fiz.Jan 1, 20250 citations

Четырехволновой преобразователь на резонансной нелинейности с учетом обратной связи на сигнальную или объектную волны при больших коэффициентах отражения

Фомина В. Д.

В работе исследуется влияние интенсивности волн накачки, коэффициента поглощения на амплитудный коэффициент отражения четырехволнового преобразователя излучения на резонансной нелинейности при наличии обратной связи на взаимодействующие волны. Получена система связанных дифференциальных уравнений для комплексных амплитуд сигнальной и объектной волн при условии большого коэффициента отражения. Система связанных дифференциальных уравнений дополнялась граничными условиями, записанными с учетом обратной связи на взаимодействующие волны. Построены зависимости амплитудного коэффициента отражения, выигрыша в эффективности четырехволнового преобразователя от нормированной интенсивности волн накачки, оптической толщины при наличии обратной связи на сигнальную и объектную волны или на одну из волн. Работа изложена на 30 страницах, содержит 7 рисунков и 23 источника литературы.

Jan 1, 20250 citations