Title (eng)
Nonlinear behavior of entangled photon emissionand its impact on quantum communication protocols
Parallel title (deu)
Nichtlineares Verhalten von verschränkter Photonenemission und deren Auswirkung auf Quantenkommunikationsprotokolle
Author
Ulrich Galander
Advisor
Anton Zeilinger
Assessor
Anton Zeilinger
Abstract (deu)
Im Zuge des Aufbaus eines Quantenschlüsselnetzwerks zwischen zwei Städten, das bereits verlegte Telekom-Glasfasern benutzt, wurde eine Quelle für polarisationsverschränkte Photonen gebaut und charakterisiert. Die Charakterisierung geschah mit einer Kontrast Messung. Wir erreichten einen Kontrast in der H/V-Basis von 99.09% und in der D/A-Basis von 97.87%. Weiters wurden zwei Freistrahlempfangsmodule für die beiden Endpunkte des Quantenschlüsselnetzwerkes gebaut und analysiert.
Danach untersuchten wir die Abhängigkeit des Kontrastes und der Quanten-Bit-Error-Rate von der durchschnittlichen Photonen Paar Zahl µ und fanden einen linearen Zusammenhang im Bereich für µ < 0.1. Zum Schluss berechneten wir die Schlüsselrate für verschiedene Verluste entlang der Kanäle, verglichen unsere Daten mit einem neu entwickelten Model und fanden eine gute Übereinstimmung im Bereich µ < 0.1.
Abstract (eng)
In order to implement a first international quantum key distribution (QKD) link between two cities using deployed telecom glass fibers, we built up and characterized with a visibility measurement a polarization entangled photon source in Sagnac configuration. We achieved a visibility in H/V: 99.09% and in D/A: 97.87%. Further we built up and characterized two free-space detection modules, which will be used at the endpoints of the QKD link to analyze the polarization of the incoming photons.
Afterwards we investigated how the visibility and the quantum bit error rate (QBER) scaled with the mean photon pair number µ in a regime where µ < 0.1 and found a linear behaviour for both of them. In the end we calculated the keyrates for different channel losses and compared them with a new developed model. In our investigated regime (µ < 0.1) the experimental data and the simulation were in good accordance to each other.
Keywords (eng)
Quantum OpticsQuantum InformationSource for entangled photons
Keywords (deu)
QuantenoptikQuanteninformationQuelle für verschränkte Photonen
Subject (deu)
Subject (deu)
Type (deu)
Persistent identifier
Extent (deu)
71 Seiten
Number of pages
76
Study plan
Masterstudium Physik
[UA]
[066]
[876]
Association (deu)
Title (eng)
Nonlinear behavior of entangled photon emissionand its impact on quantum communication protocols
Parallel title (deu)
Nichtlineares Verhalten von verschränkter Photonenemission und deren Auswirkung auf Quantenkommunikationsprotokolle
Author
Ulrich Galander
Abstract (deu)
Im Zuge des Aufbaus eines Quantenschlüsselnetzwerks zwischen zwei Städten, das bereits verlegte Telekom-Glasfasern benutzt, wurde eine Quelle für polarisationsverschränkte Photonen gebaut und charakterisiert. Die Charakterisierung geschah mit einer Kontrast Messung. Wir erreichten einen Kontrast in der H/V-Basis von 99.09% und in der D/A-Basis von 97.87%. Weiters wurden zwei Freistrahlempfangsmodule für die beiden Endpunkte des Quantenschlüsselnetzwerkes gebaut und analysiert.
Danach untersuchten wir die Abhängigkeit des Kontrastes und der Quanten-Bit-Error-Rate von der durchschnittlichen Photonen Paar Zahl µ und fanden einen linearen Zusammenhang im Bereich für µ < 0.1. Zum Schluss berechneten wir die Schlüsselrate für verschiedene Verluste entlang der Kanäle, verglichen unsere Daten mit einem neu entwickelten Model und fanden eine gute Übereinstimmung im Bereich µ < 0.1.
Abstract (eng)
In order to implement a first international quantum key distribution (QKD) link between two cities using deployed telecom glass fibers, we built up and characterized with a visibility measurement a polarization entangled photon source in Sagnac configuration. We achieved a visibility in H/V: 99.09% and in D/A: 97.87%. Further we built up and characterized two free-space detection modules, which will be used at the endpoints of the QKD link to analyze the polarization of the incoming photons.
Afterwards we investigated how the visibility and the quantum bit error rate (QBER) scaled with the mean photon pair number µ in a regime where µ < 0.1 and found a linear behaviour for both of them. In the end we calculated the keyrates for different channel losses and compared them with a new developed model. In our investigated regime (µ < 0.1) the experimental data and the simulation were in good accordance to each other.
Keywords (eng)
Quantum OpticsQuantum InformationSource for entangled photons
Keywords (deu)
QuantenoptikQuanteninformationQuelle für verschränkte Photonen
Subject (deu)
Subject (deu)
Type (deu)
Persistent identifier
Number of pages
76
Association (deu)
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