Погрешности в «просеянном» квантовом ключе при его передаче по одномодовому стохастическому анизотропному неоднородному оптоволокну
Аннотация
Рассмотрена динамика во времени полевой матрицы плотности в базисе состояний вакуума и двух ортогональных поляризаций фотонов. В качестве анализатора использован прибор с пассивной модуляцией состояний распределяемых фотонов и с невозбужденными вспомогательными модами. Ошибки в просеянном ключе могут возникать из-за поглощения и деполяризации фотонов и разброса параметров оптического волокна (ОВ). Найдена средняя по разбросу параметров ОВ относительная ошибка (QBER) в просеянном квантовом ключе, распределенном по протоколу BB84 с поляризационным кодированием информации. Показано, что QBER можно существенно уменьшить, даже при больших дисперсиях случайных параметров ОВ. Найдены условия работы протокола на больших расстояниях, для этого используется эффект поляризационного биения, который явно выражен, когда среднее значение параметров ОВ превосходят их разброс. Сделан вывод о том, что правильный выбор технологи изготовления ОВ позволит снизить QBER до критического уровня, равного 0.11, ниже которого распределенный ключ можно использовать для целей криптографии.
Ключевые слова
квантовая криптография,
шумы в квантовом канале,
QBER,
оптическое волокно,
фотоны,
ошибка в квантовом ключе,
поляризационное кодирование информации
При поддержке: Работа поддержана АВЦП «Развитие научного потенциала высшей школы (2009-2011 годы)» (проект № 2.1.1/9425), ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России на 2009-2013 годы» (контракты NK-526P, 14.740.11.0879, 16.740.11.0030), грантом 11-08-00267 РФФИ.
Об авторах
Г. П. Мирошниченко
Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики
Россия
Россия
А. А. Сотникова
Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики
Россия
Россия
Список литературы
1. Castelletto S., Degiovanni I. P. , Rastello M. L. Quantum and classical noise in practical quantum-cryptography systems based on polarization-entangled photons // Phys. Rev. A. — 2003. — 67. — P. 022305.
2. Gisin N., Ribordy G., Tittel W., Zbinden H. Quantum cryptography // Rev. Mod. Phys. — 2002. — 74. — P. 145–195.
3. Scarani V., Bechmann-Pasquinucci H., Cerf N.J., Dusek M., Lutkenhaus N., Peev M. The security of practical quantum key distribution // Rev. Mod. Phys. — 2009. — 81. — P. 1301–1350
Рецензия
Для цитирования:
Мирошниченко Г.П., Сотникова А.А. Погрешности в «просеянном» квантовом ключе при его передаче по одномодовому стохастическому анизотропному неоднородному оптоволокну. Наносистемы: физика, химия, математика. 2012;3(1):87-92.
For citation:
Miroshnichenko G.P., Sotnikova A.A. Errors in “the sifted” quantum key while transmissing via single-mode stochastic anisotropic inhomogeneous fiber. Nanosystems: Physics, Chemistry, Mathematics. 2012;3(1):87-92. (In Russ.)
Просмотров:
4
Послать статью по эл. почте 