Eddigi munkám során vizsgáltam, hogyan lehetne az egyes felületsugárzó lézerekre (VCSEL-ek) jellemző polarizációváltási mechanizmust kihasználni arra, hogy ortogonális kvantumállapotokat is használó kvantumalapú kulcsszétosztó (QKD) protokollok adóegységeiben egyetlen lézerrel kiválthassunk kettőt. A VCSEL-ek polarizációs állapota áramfüggő, így elméletileg lehetséges különböző amplitúdójú áramimpulzusokkal polarizációban modulálni a fényforrást. A két állapot eltérő teljesítménye miatt gyorsan változtatható csillapításra és esetleges impulzusformálásra is szükség lehet, amelyekre elektroabszorpciós modulátorokat lehet alkalmazni. Szeretném a továbbiakban gyakorlati mérésekkel is alátámasztani az elméletet.
Vizsgáltam továbbá azt is, hogy a BB84 protokollban hogyan hat a kvantum-bithibaarányra (QBER) a lehallgató jelenléte mellett a csatorna által okozott esetleges polarizációforgatás. A forgatási szöget egy nulla várható értékű, szimmetrikus eloszlású valószínűségi változóként kezeltem, melynek minden momentuma létezik és véges. Számos eloszlást megvizsgálva arra a következtetésre jutottam, hogy két azonos (kis) szórásnégyzetű eloszlást összehasonlítva mindig a magasabb negyedik momentumú fog kisebb átlagos hibát okozni a polarizáció mérésében.
Ezt követően a QKD-protokollokhoz is nélkülözhetetlen kvantum-véletlenszámgenerátorokkal foglalkoztam: kollégáimmal összeállítottunk egy generátort, mely mintavételezett erősített spontán emisszió elvén működik. A laboratóriumban fellelhető eszközökkel számos összeállítást összehasonlítva kiválasztottuk az egyik legjobbat, majd vizsgáltuk a mintavételi frekvencia hatását a generált bitekre, amit véletlenségi statisztikai tesztekkel validáltunk. Azt találtuk, hogy utófeldolgozás szükséges, ráadásul a jel analóg sávszélességét meghaladó mintavétel esetén ez sem elégséges ahhoz, hogy jó minőségű véletlen bitsorozatokat állítsunk elő a megadott egyszerű, középértékhez komparáló módszerrel. Alacsony mintavételi sebesség esetén viszont a generált sorozatok minden tesztek megfeleltek.
Schranz Ágoston Kristóf
2021/ 1/ 24.
Támogató: Ericsson Magyarország Kft.
Be the first to comment