ПРИМЕНЕНИЕ ДЕТЕКТОРОВ ОДИНОЧНЫХ ФОТОНОВ ДЛЯ ГЕНЕРАЦИИ КВАНТОВОГО КЛЮЧА В ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ ОПТОВОЛОКОННОЙ СИСТЕМЕ СВЯЗИ
В. Л. Курочкин1,3, А. В. Зверев1, И. Г. Курочкин2, И. И. Рябцев1,3, Ю. В. Неизвестный1
1 Институт физики полупроводников СО РАН им. А. В. Ржанова
kurochkin@isp.nsc.ru, zverev@spy.isp.nsc.ru, y.kurochkin@gmail.com
2 Московский физико-технический институт
neizv@isp.nsc.ru
3 Новосибирский государственный университет
ryabtsev@isp.nsc.ru
Ключевые слова: квантовая информатика, квантовая криптография, детекторы одиночных фотонов
Страницы: 110-119
Аннотация
Приведены экспериментальные результаты генерации квантового ключа на созданной оптоволоконной установке на телекоммуникационной длине волны 1555 нм. Оптическая схема установки собрана по автокомпенсационной двухпроходной схеме. Генерация квантового ключа осуществлялась на основе кодирования фазовых состояний одиночных фотонов, излучаемых импульсным полупроводниковым лазером, в двух альтернативных базисах, не ортогональных друг другу. В качестве высокочувствительных фотодетекторов использовались разработанные счетчики одиночных фотонов на основе лавинных фотодиодов InGaAs:InP. Приведены результаты исследования параметров квантовой эффективности, вероятности появления послеимпульсов и уровня шумов для различных режимов работы детекторов в диапазоне температур от -40 до -60 °C. Получена скорость генерации ключа 450 бит/с для одномодового оптоволоконного квантового канала связи между приемником и передатчиком длиной 25 км при тактовой частоте повторения лазерных импульсов 5 МГц и среднем числе фотонов в импульсе около 0,2. Для достигнутых параметров фотодетекторов среднее количество ошибок в квантовом ключе не превышало 3,7 %.
|
