| 講演名 | 2020-07-15 Polar符号の自由空間量子鍵配送への応用に向けた数値的検討 山下 裕真(名工大), 遠藤 寛之(NICT), 藤田 紳吾(名工大), 岡本 英二(名工大), 竹中 秀樹(NICT), 豊嶋 守生(NICT), |
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| 抄録(和) | 量子鍵配送（Quantum Key Distribution : QKD）とは，量子力学の原理を利用して，物理学的に許されるあらゆる攻撃に対しても安全に鍵を共有するための技術である．近年，QKDの長距離化のために，人工衛星を移動ノードとして用いる衛星QKDが注目を集めている．しかし，衛星QKDでは，通常の光衛星通信同様に，大気ゆらぎによる品質劣化が予想される．そのため，衛星QKDの誤り訂正処理には，大気ゆらぎの影響下でも高い誤り訂正能力を持つ誤り訂正符号の適用が望ましい．そこで本稿では，高い誤り訂正能力を持つ符号として知られているpolar符号の衛星QKDにおける誤り訂正処理への適用について検討した．まず，誤り訂正効率の最適化のために，大気ゆらぎの影響を受けて時々刻々変化する受信強度に対して適切な符号化率を適応的に求めるための手法を提案する．そして，BB84を想定した計算機シミュレーションから，低密度パリティ検査（Low-Density Parity-Check : LDPC）符号とのスループット特性の比較結果を示す． |
| 抄録(英) | Quantum key distribution (QKD) is a technology to securely share keys against any attack physically permitted, with the principle of quantum mechanics. In recent years, the satellite QKD, which employs artificial satellites as trusted mobile nodes, has been attracting attention in order to overcome the bottleneck of transmission distance. However, in the satellite QKD, quality degradation due to atmospheric effects is expected, as in ordinary satellite laser communications. Therefore, it is desirable to apply an error-correcting code (ECC) that has high error-correcting performance even under the atmospheric-induced effects to the error-correcting process of the satellite QKD. Therefore, in this paper, we examined the application of polar codes, which is known as an ECC with high error correction capability. First, in order to optimize the error correction efficiency, we propose a method to adaptively obtain an appropriate code rate for the received signal strength that changes momentarily due to atmospheric effects. Then, we compare the throughput characteristics with polar codes to it with Low-Density Parity-Check (LDPC) codes, with the computer simulation assuming Bennett-Brassard 1984 protocol (BB84). |
| キーワード(和) | 空間光通信 / 光衛星通信 / 量子鍵配送 / 情報整合 / polar符号 / LDPC符号 / secure sketch |
| キーワード(英) | free space optics / satellite laser communications / quantum key distribution / information reconciliation / polar codes / low-density parity-check codes / secure sketch |
| 資料番号 | SAT2020-5 |
| 発行日 | 2020-07-08 (SAT) |
| 研究会情報 | |
| 研究会 | AP / SANE / SAT |
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| 開催期間 | 2020/7/15(から3日開催) |
| 開催地（和） | オンライン開催 |
| 開催地（英） | Online |
| テーマ（和） | 地下電磁計測，衛星通信，電波伝搬，一般 |
| テーマ（英） | Subsurface Electromagnetic Measurements, Sattelite Communication, Radio propagation, Antennas and Propagation |
| 委員長氏名（和） | 陳 強(東北大) / 灘井 章嗣(NICT) / 筋誡 久(NHK) |
| 委員長氏名（英） | Qiang Chen(Tohoku Univ.) / Akitsugu Nadai(NICT) / Hisashi Sujikai(NHK) |
| 副委員長氏名（和） | 黒川 悟(産総研) / 山田 寛喜(新潟大) / 田中 真(東海大) / 石川 博康(日大) / 井家上 哲史(明大) |
| 副委員長氏名（英） | Satoru Kurokawa(AIST) / Hiroyoshi Yamada(Niigata Univ.) / Makoto Tanaka(Tokai Univ.) / Hiroyasu Ishikawa(Nihon Univ.) / Tetsushi Ikegami(Meiji Univ.) |
| 幹事氏名（和） | 有馬 卓司(東京農工大) / 北尾 光司郎(NTTドコモ) / 網嶋 武(三菱電機) / 夏秋 嶺(東大) / 小島 政明(NHK) / 難波 忍(KDDI総合研究所) |
| 幹事氏名（英） | Takuji Arima(Tokyo Univ. of Agric. & Tech.) / Koshiro Kitao(NTT DOCOMO) / Takeshi Amishima(Mitsubishi Electric) / Ryo Natsuaki(Univ. of Tokyo) / Masaaki Kojima(NHK) / Shinobu Nanba(KDDI Research) |
| 幹事補佐氏名（和） | 金 ミンソク(新潟大) / 二ッ森 俊一(電子航法研) / 大倉 拓也(NICT) / 五藤 大介(NTT) |
| 幹事補佐氏名（英） | Dr. Kim(Niigata Univ.) / Shunichi Futatsumori(ENRI) / Takuya Okura(NICT) / Daisuke Goto(NTT) |
| 講演論文情報詳細 | |
| 申込み研究会 | Technical Committee on Antennas and Propagation / Technical Committee on Space, Aeronautical and Navigational Electronics / Technical Committee on Satellite Telecommunications |
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| 本文の言語 | JPN |
| タイトル（和） | Polar符号の自由空間量子鍵配送への応用に向けた数値的検討 |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | Numerical investigation on the application of polar codes to free-space quantum key distribution |
| サブタイトル（和） | |
| キーワード(1)（和/英） | 空間光通信 / free space optics |
| キーワード(2)（和/英） | 光衛星通信 / satellite laser communications |
| キーワード(3)（和/英） | 量子鍵配送 / quantum key distribution |
| キーワード(4)（和/英） | 情報整合 / information reconciliation |
| キーワード(5)（和/英） | polar符号 / polar codes |
| キーワード(6)（和/英） | LDPC符号 / low-density parity-check codes |
| キーワード(7)（和/英） | secure sketch / secure sketch |
| 第 1 著者 氏名（和/英） | 山下 裕真 / Yuma Yamashita |
| 第 1 著者 所属（和/英） | 名古屋工業大学(略称：名工大) Nagoya Institute of Technology(略称：NITech) |
| 第 2 著者 氏名（和/英） | 遠藤 寛之 / Hiroyuki Endo |
| 第 2 著者 所属（和/英） | 情報通信研究機構(略称：NICT) National Institute of Information and Communications Technology(略称：NICT) |
| 第 3 著者 氏名（和/英） | 藤田 紳吾 / Shingo Fujita |
| 第 3 著者 所属（和/英） | 名古屋工業大学(略称：名工大) Nagoya Institute of Technology(略称：NITech) |
| 第 4 著者 氏名（和/英） | 岡本 英二 / Eiji Okamoto |
| 第 4 著者 所属（和/英） | 名古屋工業大学(略称：名工大) Nagoya Institute of Technology(略称：NITech) |
| 第 5 著者 氏名（和/英） | 竹中 秀樹 / Hideki Takenaka |
| 第 5 著者 所属（和/英） | 情報通信研究機構(略称：NICT) National Institute of Information and Communications Technology(略称：NICT) |
| 第 6 著者 氏名（和/英） | 豊嶋 守生 / Morio Toyoshima |
| 第 6 著者 所属（和/英） | 情報通信研究機構(略称：NICT) National Institute of Information and Communications Technology(略称：NICT) |
| 発表年月日 | 2020-07-15 |
| 資料番号 | SAT2020-5 |
| 巻番号（vol） | vol.120 |
| 号番号（no） | SAT-99 |
| ページ範囲 | pp.13-18(SAT), |
| ページ数 | 6 |
| 発行日 | 2020-07-08 (SAT) |