地球同步轨道量子密钥分发在有限密钥长度下的可行性

通过地球静止轨道(GEO)卫星进行量子密钥分发(QKD),为建立连续、大陆级的安全通信提供了一条颇具前景的路径。然而,在此场景下运行时,信道损耗极大且背景噪声显著,尤其是在需要白天工作的情况下。该工作对GEO下行链路配置中的诱骗态BB84协议进行了全面的端到端可行性研究,其中采用了变长有限密钥安全性分析和严格的统计界限,以拓展可行的正密钥区域。该分析涵盖了与下行QKD相关的几种主要接收器架构,并采用了一个物理上真实的信道模型,以捕获主要的损耗和噪声机制。该研究在多个波长(含可见光夫琅禾费吸收极小值和电信波段)下,评估了在农村、城市和沿海环境中的性能。基于欧洲范围内的历史云层数据,该研究预测了整个大陆的年密钥产量。通过对高维参数空间的系统性探索,该研究确定了决定可行性的关键权衡与性能瓶颈。这些结果建立了实用的运行阈值,并为未来的GEO-QKD任务提供了可操作的设计指导。

作者单位: VIP可见
提交arXiv: 2026-05-28 10:04

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