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Automatized non-local polarization drift compensation for entanglement-based Quantum Key Distribution in fiber
Alexander Buchner
Art der Arbeit
Masterarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Physik
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Masterstudium Physik
Betreuer*in
Marcus Huber
DOI
10.25365/thesis.77973
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-21774.17924.311473-9
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
In dieser Arbeit wird ein Schema zur automatischen Kompensation von Polarisationsdrifts in einem verschränkungs-basierten System für Quantenschlüsselaustausch gezeigt. Dieses Schema ist speziell für lange Distanzen und hohe Verluste ausgelegt. Ein elektrischer Polarisationsregler wird in nicht-lokalem Einsatz für die Änderung der Polarisation von Photonen in einem Quantenkanal verwendet. Ein Optimierungsalgorithmus für sehr niedrige Koinzidenzraten im Bereich von 1 Hz wurde programmiert und eine Monte-Carlo Simulation davon wurde durchgeführt. Das Optimierungsschema wurde unter echten Bedingungen in einem Experiment mit einer Gesamtfaserlänge
von 249 km getestet. Hierfür wurde eine Photonenquelle zur Erzeugung verschränkter Photonen verwendet, welche diese Photonen zu den Detektionsmodulen in St. Pölten und Bratislava sendet. Unter diesen Einstellungen wurden im Durchschnitt Koinzidenraten von 4.85 Hz erreicht, welche zu Optimierungszeiten von 1.9h führten. In einer Langzeitmessung konnte 60.1% der Zeit ein geheimer Schlüssel erzeugt werden.
Abstract
(Englisch)
In this thesis a scheme for automatized polarization drift compensation for entanglement-based quantum key distribution in fiber, especially long-distance high loss systems, is demonstrated. An electrically controlled polarization controller is used non-locally to change the polarization state of photons in one of two quantum channels. An optimization algorithm working with coincidence count rates down to 1 Hz was programmed and a Monte-Carlo simulation has been done. The optimization scheme was tested under real life conditions in an experiment with a total fiber length of 249 km. For this an entangled photon source, placed in Vienna, sends the entangled photons to the detection modules in St. Pölten and Bratislava. With average coincidence count rates of 4.85 Hz optimization times of 1.9h can be achieved. In a long-time measurement a 60.1% duty cycle of secure key generation could be achieved.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Deutsch)
Polarisation Quantenschlüsselaustausch Verschränkung Quanten Algorithmus Faser Photon
Schlagwörter
(Englisch)
Polarization Quantum Key Distribution Entanglement Quantum Algorithm Fiber Photon
Autor*innen
Alexander Buchner
Haupttitel (Englisch)
Automatized non-local polarization drift compensation for entanglement-based Quantum Key Distribution in fiber
Paralleltitel (Deutsch)
Automatisierte nicht-lokale Polarisationdriftkompensation für verschränkungsbasierten Quantenschlüsselaustausch in Fasern
Publikationsjahr
2022
Umfangsangabe
iv, 99 Seiten : Illustrationen, Diagramme, Karte
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Marcus Huber
AC Nummer
AC16496963
Utheses ID
62313
Studienkennzahl
UA | 066 | 876 | |