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Nonlinear behavior of entangled photon emissionand its impact on quantum communication protocols
Ulrich Galander
Art der Arbeit
Masterarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Physik
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Masterstudium Physik
Betreuer*in
Anton Zeilinger
DOI
10.25365/thesis.62725
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-16300.41880.593070-6
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
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
(Englisch)
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.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Englisch)
Quantum Optics Quantum Information Source for entangled photons
Schlagwörter
(Deutsch)
Quantenoptik Quanteninformation Quelle für verschränkte Photonen
Autor*innen
Ulrich Galander
Haupttitel (Englisch)
Nonlinear behavior of entangled photon emissionand its impact on quantum communication protocols
Paralleltitel (Deutsch)
Nichtlineares Verhalten von verschränkter Photonenemission und deren Auswirkung auf Quantenkommunikationsprotokolle
Publikationsjahr
2020
Umfangsangabe
71 Seiten
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Anton Zeilinger
Klassifikationen
33 Physik > 33.23 Quantenphysik ,
33 Physik > 33.38 Quantenoptik, nichtlineare Optik
AC Nummer
AC16129340
Utheses ID
55437
Studienkennzahl
UA | 066 | 876 | |