Phase-modulation transmission system for quantum cryptography

Mérolla, Jean-Marc; Mazurenko, Yu. T.; Goedgebuer, J.-P.; Porte, H.; Rhodes, William T.

doi:10.1364/ol.24.000104

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“…In view of the proven success of sideband encoding for long distance QKD [19][20][21][22], this seems a promising technique for quantum communication. On the other hand, the class of unitary transformations explored in this work is somewhat limited, as it depends only on 2 parameters, see Eqs (1,2).…”

Section: Discussionmentioning

confidence: 99%

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Frequency-bin entangled photons

Cussey²,

et al. 2010

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A monochromatic laser pumping a parametric down conversion crystal generates frequency entangled photon pairs. We study this experimentally by addressing such frequency entangled photons at telecommunication wavelengths (around 1550 nm) with fiber optics components such as electrooptic phase modulators and narrow band frequency filters. The theory underlying our approach is developed by introducing the notion of frequency bin entanglement. Our results show that the phase modulators address coherently up to eleven frequency bins, leading to an interference pattern which can violate a Bell inequality adapted to our setup by more than five standard deviations.

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Section: Discussionmentioning

confidence: 99%

“…Our experimental techniques follow closely those of QKD systems in which the quantum information is encoded in frequency sidebands of an attenuated coherent state [19][20][21]. Such systems allow efficient transmission of quantum information at telecommunication wavelengths.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 96%

Frequency-bin entangled photons

Cussey²,

et al. 2010

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“…The Ω value is typically several gigahertz for SCWQC systems [3,8]; we used a value of 4 GHz in our calculations. Therefore, the maximum tolerable synchronization signal time delay is 1.7 ps.…”

Section: Process Modelingmentioning

confidence: 99%

“…In this paper, we consider a subcarrier wave quantum communication system (SCWQC), important for practical applications [3]. One of the key features of the practical QC systems is the signal transmitted through a separate channel which synchronizes its transmitter and receiver modules.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Synchronization signal distortion in quantum communication systems

Dubrovskaia¹,

Chivilikhin²

2017

Nanosystems: Phys. Chem. Math.

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An important problem in the practical implementation of fiber optical quantum communication systems is to synchronize the sender and receiver modules using a separate optical channel. The signal visibility in the quantum channel, which contributes to quantum bit error rate, is influenced by the synchronization signal delay. In this work, we investigate the dependence of the synchronization signal parameters on the dispersive effects in the fiber for a subcarrier wave quantum communication system (SCWQC), which is promising for quantum networking applications. The ITU-T G.652D standard single mode optical fiber was used for modeling. The maximum calculated phase mismatch of the synchronization signal for the system operating at 100 km fiber length corresponds to 1.7 ps signal time delay. The results show that dispersion causes significant signal distortion, therefore additional phase adjustment at least every 2.3 hours is required for stable system operation.

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“…Debido a la longitud de onda utilizada (aproximadamente 1550 nm), esta condición no es fácil de cumplir. Para solucionar este problema, Goedgebauer y su equipo [29][30][31] propusieron un esquema alternativo donde el bit es codificado en la diferencia de fase que existe entre las bandas y una portadora óptica sujetas a una modulación de radiofrecuencia. En la figura 2.6, se puede observar un sistema que funciona con esta codificación.…”

Section: Sistemas Con Codificación En Frecuenciaunclassified

Sistemas de Distribución de Clave Cuántica Basados en Codificación en Frecuencia

Gaya¹

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AgradecimientosEn primer lugar, me gustaría agradecer a mis directores de tesis José Mora y José Capmany la oportunidad de trabajar con ellos en el proyecto nacional QOITQuantum Optical Information Technology (CSD2006-00019) enmarcado en el programa de excelencia CONSOLIDER-INGENIO 2010. Esta oportunidad me ha permitido realizarme como investigador y adquirir de mis directores las dotes de perseverancia en el trabajo, así como la generación de nuevas ideas y soluciones ante los problemas. Quisiera destacar sinceramente la valiosa ayuda de José Mora en su labor de orientación, su inmejorable dedicación, disposición y consejos en el desarrollo de esta tesis.Debo agradecer especialmente a Waldimar Amaya la ayuda prestada a la hora de revisar este trabajo y por todos sus valiosos consejos. A Víctor García, Alfonso García, David Calvo y Juan Guillermo Rozo la ayuda prestada como compañeros de proyecto. También, agradezco a Arturo Ortigosa la oportunidad que me brindó inicialmente para formar parte de su equipo.Al Ministerio de Ciencia y Tecnología por la concesión de la beca de formación de personal investigador (FPI) que me fue otorgada para la realización de esta tesis doctoral.También quiero agradecer a mis compañeros del grupo de Comunicaciones Ópticas y Cuánticas todo el apoyo recibido, no sólo por haber formado con ellos un grupo de trabajo excepcional, también por crear un ambiente ideal, donde el compañerismo ha sido fundamental a la hora de afrontar toda clase de dificultades.A los investigadores Hugo Zbiden y Nino Walente por brindarme la oportunidad de trabajar con ellos en el grupo GAP durante una estancia de tres meses en Suiza.Agradezco especialmente a Pilar Laguía no sólo por su ayuda con el valenciano, también por su apoyo incondicional, su paciencia y su amor. Además quiero agradecer a mi familia, especialmente a mis padres, Antonio y María Fernanda el gran esfuerzo realizado para proporcionarme las oportunidades que me han permitido realizar este trabajo. A Miguel Ángel Laguía y Pilar Malo por su cariño durante estos años. Y a todos mis amigos de Madrid por el empuje esencial que me han mostrado en todo momento. ResumenEsta tesis se centra en el estudio de la aplicabilidad que dos disciplinas, la fotónica de microondas (MWP) y las comunicaciones cuánticas, pueden aportar en el desarrollo de nuevos sistemas de distribución de clave cuántica (QKD). El objetivo principal es el análisis y la validación experimental de sistemas QKD en la técnica de codificación en frecuencia (FC-QKD), por medio de distintas configuraciones de moduladores. Los sistemas FC-QKD permiten la incorporación de técnicas de multiplexación empleadas en MWP, por ello, se presenta un sistema basado en multiplexación de la subportadora (SCM) y multiplexación en longitud de onda (WDM) que permite la correcta distribución de claves mediante el protocolo BB84. Los sistemas SCM-QKD presentan algunas ventajas como su alta eficiencia espectral y la posibilidad de compartir una única fuente para todos los canales. Esto reduce considerableme...

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Phase-modulation transmission system for quantum cryptography

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Frequency-bin entangled photons

Frequency-bin entangled photons

Synchronization signal distortion in quantum communication systems

Sistemas de Distribución de Clave Cuántica Basados en Codificación en Frecuencia

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