Optimization of information reconciliation in decoy state BB84 in satellite Quantum Key Distribution

Quantum Key Distribution (QKD) is without doubt the most promising solutions to the problem of obtaining secure cryptographic systems that cannot be broken even by an attacker with unlimited computational power. Satellite-based links are important in Quantum Key Distribution because they can reach distances that the best fiber systems cannot. In this picture then, it is of fundamental importance optimizing performances in order to make the technology implementable. This work improves the Information Reconciliation (i.e. the error correction phase) rates in the Decoy State BB84 protocol by accurately modeling a downlink signal of a complete satellite pass and extracting the information of the Quantum Bit Error Rate (QBER) instant by instant for using it in the Information Reconciliation phase.

La Distribuzione a Chiave Quantistica QKD è senza dubbio la soluzione più promettente al problema di ottenere sistemi crittografici sicuri, che non possono essere violati nem- meno da un attaccante con potenza computazionale illimitata. I collegamenti basati su satelliti sono importanti per la Distribuzione a Chiave Quantistica perché possono coprire distanze che i migliori sistemi in fibra non riescono a raggiungere. In questo contesto, diventa di cruciale importanza ottimizzare le prestazioni per rendere la tecnologia imple- mentabile. Questo lavoro migliora i tassi di Riconciliazione dell’Informazione (ossia la fase di correzione degli errori) nel protocollo Decoy State BB84, modellando accurata- mente un segnale in downlink durante un passaggio completo di un satellite ed estraendo istante per istante le informazioni sul QBER per utilizzarle nella fase di Riconciliazione dell’Informazione.