基于纠缠态的卫星量子密钥分发的运行限制

基于太空的量子纠缠分发对于构建全球量子网络与实现安全通信至关重要。对卫星纠缠对分发性能的建模分析,将为星座系统与空间体系架构设计提供重要依据。在没有量子中继器的情况下,基于纠缠的量子密钥分发因符合计数率远低于可信节点单链路方案,特别容易受到有限密钥效应的影响。因此需要结合双下行链路量子密钥分发的过境几何特征,对有限密钥效应开展系统性研究。该研究团队开发了低地球轨道卫星纠缠对分发的高保真模型,涵盖轨道动力学、仰角相关损耗、背景噪声及探测器杂散效应,并将其与BBM92协议的严格有限密钥安全框架相结合,从而优化不同过境几何、轨道高度及光学地面站间距下的密钥生成率。这些研究成果为近期卫星量子密钥分发任务提供了定量性能边界与设计准则,有助于在卫星载荷复杂度、地面基础设施与可实现的安全密钥吞吐量之间进行科学权衡。

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提交arXiv: 2026-02-12 11:22

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