Challenges
Datasets
Workspaces
Papers
Discussions
Leaderboard
Log inSign up
Challenges
Datasets
Workspaces
Papers
Discussions
Leaderboard
Blog
Job Board
Q3AS

© 2026 Aqora Quantum S.A.S.

TermsPrivacyLegal Notice

Realizzazione di un ricevitore in fibra per Distribuzione Quantistica di Chiave. Realization of a fiber receiver for Quantum Key Distribution

Riccardo Cusinato

Published Sep 1, 2018• 0 citations
OpenAlex

Abstract

La Tesi ha lo scopo di realizzare e testare un dispositivo per la rivelazione di stati a singolo fotone necessari per la Distribuzione Quantistica di Chiave (QKD). Il dispositivo verra realizzato con componentistiche in fibra ottica. Nella tesi lo studente inizialmente dovra studiare il modello teorico di QKD e lo schema che verra utilizzato per rivelare la polarizzazione dei singolo fotoni. In seguito, lo studente studiera in laboratorio un prototipo di analizzatore di qubit in polarizzazione. La tesi si concludera con i test del dispositivo. La Tesi si inquadra nel Gruppo di Ricerca QuantumFuture del DEI, attivo nella sperimentazione della Comunicazione e dell'Informazione Quantistica. The Thesis aims to realize and test a device for the detection of single photon states necessary for Quantum Key Distribution (QKD). The device will be made with fiber optic components. In the thesis the student will initially have to study the theoretical model of QKD and the scheme that will be used to reveal the polarization of single photons. Afterwards, the student will study a prototype of a polarization qubit analyzer in the laboratory. The thesis will end with the device tests. The Thesis is part of the DEI QuantumFuture Research Group, active in the experimentation of Quantum Communication and Information.

Related papers

Realizzazione di una sorgente di stati per Distribuzione Quantistica di Chiave. Realization of a source of states for Quantum Key Distribution

Mattia Sabatini

Per questo lavoro di tesi sono state testate le componenti principali di una sorgente di stati per QKD, in particolare per il protocollo decoy state, che sfrutta sia lo stato di polarizzazione della luce che la sua intensita. Percio e stato studiato il funzionamento di un modulatore di intensita e di uno di polarizzazione. Inoltre sono state studiate anche delle lamine di ritardo, essenziali per riconoscere lo stato di polarizzazione in uscita dal sistema. Il modulatore di intensita testato e un modulatore Mach-Zehnder, di cui sono stati studiati i parametri piu importanti, ed e stato realizzato appositamente un regolatore PID per contrastare il drift. Infine e stato testato il modulatore di polarizzazione e i problemi di drift sono stati minimizzati attraverso l’implementazione di un Faraday mirror. For this thesis the main components of a source of states for QKD were tested, in particular for the decoy state protocol that exploits both the polarization state of light and its intensity. Therefore the functioning of an intensity modulator and of a polarization modulator was studied. Furthermore, waveplates were studied, because they are essential to recognise the output polatization state. The tested intensity modulator is a Mach-Zehnder modulator. Its more important parameters were studied and a PID controller was especially designed to contrast the drift. Finally, the polarization modulator was tested and the drift problems were minimized by implementing a Faraday mirror.

•Mar 25, 2019•0 citations

AI-enhanced future communications networks

Sebastiano Cocchi

VERSIONE IN ITALIANO: In questa tesi sviluppo un apparato di quantum key dstribution (QKD) basato su qubit codificati in time-bin nella banda C pensato per una infrastruttura mista, ossia tale da combinare un canale in spazio libero orizzontale con un'infrastruttura di fibra dedicata — cioè dedicata esclusivamente all'uso sperimentale. Sono stati usati due canali in spazio libero in due esperimenti diversi, uno di circa 50 m e il secondo di circa 500 m. Il segmento di fibra ottica invece collega il ricevitore posto sulla sommità dell'edifico con il laboratorio. I due test hanno prodotto tassi di chiave segreta medi rispettivamente di 793 kbps e 40 kbps, sia in condizioni diurne sia notturne. I risultati confermano che i vantaggi della banda C superano l'aumento della divergenza del fascio e che il sistema riesce a interconnettere le reti di fibra terrestri con lo spazio libero, aprendo la strada a futuri collegamenti quantistici satellitari e avvicinando la visione di un vero Internet quantistico globale alla realtà. ENGLISH VERSION: In this thesis I develop a quantum key distribution (QKD) apparatus based on qubits encoded in time-bin in the C-band, designed for a hybrid infrastructure — that is, one combining a horizontal free-space channel with a dedicated fiber infrastructure (dedicated exclusively to experimental use). Two free-space channels were used in two separate experiments: one of approximately 50 m and the second of approximately 500 m. The optical fiber segment connects the receiver located on top of the building to the laboratory. The two tests produced average secret key rates of 793 kbps and 40 kbps respectively, under both daytime and nighttime conditions. The results confirm that the advantages of the C-band outweigh the increased beam divergence, and that the system is capable of interconnecting terrestrial fiber networks with free space, paving the way for future satellite quantum links and bringing the vision of a true global quantum internet closer to realization.

•Jan 1, 2026•0 citations

Integrated photonic devices for quantum information processing

Simone Atzeni

In questo lavoro di tesi vengono utilizzate diverse tecniche di micro-fabbricazione per la realizzazione di dispositivi ottici integrati con applicazioni nell'ambito dell'informazione quantistica, in particolare per la generazione e la manipolazione di stati quantistici basati su fotoni. Sfruttando la tecnica di fabbricazione tramite laser a femtosecondi, sorgenti di singoli fotoni e fotoni entangled sono state integrate su chip. In aggiunta, la stessa tecnica ha permesso la realizzazione di dispositivi insensibili alla polarizzazione per la manipolazione di stati quantistici codificati nella polarizzazione dei singoli fotoni. L'ottimizzazione delle prestazioni e del controllo degli sfasatori termici, che rappresentano componenti essenziali per ampliare le funzionalita dei circuiti ottici integrati, ha permesso di estendere ulteriormente le capacita di tale tecnica di fabbricazione. Infine, una nuova piattaforma basata su guide in ossinitruro di silicio e stata sviluppata all'interno di PoliFab, il centro per le micro- e nano-fabbricazioni del Politecnico di Milano.

•Mar 12, 2020•0 citations

Comunicazione quantistica finalizzata alla realizzazione di chiavi in spazio libero

Davide Bacco

Questo lavoro di tesi e incentrato principalmente nelle tecniche avanzate di ottimizzazione per comunicazioni quantistiche, ed in generale applicazioni a regime di singolo fotone in spazio libero. Si tratta di un’attivita inserita nell’ambito di vari progetti che coinvolgono i dipartimenti di Ingegneria dell’Informazione e Astronomia dell’Universita degli Studi di Padova. Il lavoro svolto e introdotto da una sezione dedicata alla crittografia classica, seguita da una parte dedicata alla crittografia quantistica che ne illustra i concetti base e i principali protocolli. Si da inoltre particolare risalto alle tecnologie attualmente impiegate per l’implementazione di sistemi reali QKD (Quantum Key Distribution). In particolare verra descritto QuAKE: il sistema di crittografia quantistica basato su protocollo B92, le cui fasi di composizione e collaudo sono state svolte presso i laboratori LUXOR dell’Universita degli Studi di Padova. Si iniziera da una descrizione generale del sistema, in cui si espongono e analizzano le scelte progettuali per la realizzazione dell’apparato; in seguito si esporranno le soluzioni adottate per l’assemblaggio dell’ottica del trasmettitore e del ricevitore, andando a caratterizzare singolarmente tutti i componenti utilizzati nel sistema. Si illustrera in dettaglio la fase di montaggio di QuAKE, mettendo in rilievo le difficolta incontrate e le relative soluzioni adottate. Ampio risalto verra riservato ai test sperimentali effettuati. Verranno inoltre descritti con accuratezza tutti i software, proprietari e non, utilizzati, in modo da rendere questa tesi una guida utile per il setup completo del sistema. Alla fine si esporranno i risultati empirici ottenuti in laboratorio e i possibili sviluppi futuri

•Jul 12, 2011•0 citations

Memorie Quantistiche per Comunicazione Quantistica

Alessia Scriminich

Le memorie quantistiche sono interfacce luce-materia in grado di ricevere, mem- orizzare e riprodurre uno stato quantistico con una “fidelity” piu alta di qualsiasi altro dispositivo classico. In questa tesi si studia l’applicazione delle memorie quantistiche a vapori di rubidio a temperatura ambiente per la memorizzazione di qubit in polarizzazione ed in particolare la possibilita di interferire gli impulsi memorizzati sia a livello classico che quantistico. L’interferenza a due fotoni e infatti alla base dei protocolli di distribuzione di chiave quantistica Measurement-Device-Independent (MDI-QKD) recentemente sviluppati.

•Sep 1, 2017•0 citations

Space Quantum Communication using Time-bin qubit

Francesco Vedovato

Lo scopo della tesi e testare la fattibilita della codifica time-bin per QKD lungo un canale spaziale realizzato tra un satellite Low Earth Orbit e il Matera Laser Ranging Observatory (MLRO) a Matera. Si presentano i concetti base di Informazione Quantistica, alcuni protocolli di Comunicazione Quantistica e lo stato dell'arte delle comunicazioni quantistiche spaziali. Viene presentata poi la codifica in fase, realizzata con tecniche interferometriche, l'idea alla base del test, la realizzazione dell'esperimento presso MLRO e l'analisi dati.

•Sep 1, 2015•1 citation
La Tesi ha lo scopo di realizzare e testare un dispositivo per la rivelazione di stati a singolo fotone necessari per la Distribuzione Quantistica di Chiave (QKD). Il dispositivo verra realizzato con componentistiche in fibra ottica. Nella tesi lo studente inizialmente dovra studiare il modello teorico di QKD e lo schema che verra utilizzato per rivelare la polarizzazione dei singolo fotoni. In seguito, lo studente studiera in laboratorio un prototipo di analizzatore di qubit in polarizzazione. La tesi si concludera con i test del dispositivo. La Tesi si inquadra nel Gruppo di Ricerca QuantumFuture del DEI, attivo nella sperimentazione della Comunicazione e dell'Informazione Quantistica. The Thesis aims to realize and test a device for the detection of single photon states necessary for Quantum Key Distribution (QKD). The device will be made with fiber optic components. In the thesis the student will initially have to study the theoretical model of QKD and the scheme that will be used to reveal the polarization of single photons. Afterwards, the student will study a prototype of a polarization qubit analyzer in the laboratory. The thesis will end with the device tests. The Thesis is part of the DEI QuantumFuture Research Group, active in the experimentation of Quantum Communication and Information.
Per questo lavoro di tesi sono state testate le componenti principali di una sorgente di stati per QKD, in particolare per il protocollo decoy state, che sfrutta sia lo stato di polarizzazione della luce che la sua intensita. Percio e stato studiato il funzionamento di un modulatore di intensita e di uno di polarizzazione. Inoltre sono state studiate anche delle lamine di ritardo, essenziali per riconoscere lo stato di polarizzazione in uscita dal sistema. Il modulatore di intensita testato e un modulatore Mach-Zehnder, di cui sono stati studiati i parametri piu importanti, ed e stato realizzato appositamente un regolatore PID per contrastare il drift. Infine e stato testato il modulatore di polarizzazione e i problemi di drift sono stati minimizzati attraverso l’implementazione di un Faraday mirror. For this thesis the main components of a source of states for QKD were tested, in particular for the decoy state protocol that exploits both the polarization state of light and its intensity. Therefore the functioning of an intensity modulator and of a polarization modulator was studied. Furthermore, waveplates were studied, because they are essential to recognise the output polatization state. The tested intensity modulator is a Mach-Zehnder modulator. Its more important parameters were studied and a PID controller was especially designed to contrast the drift. Finally, the polarization modulator was tested and the drift problems were minimized by implementing a Faraday mirror.
VERSIONE IN ITALIANO: In questa tesi sviluppo un apparato di quantum key dstribution (QKD) basato su qubit codificati in time-bin nella banda C pensato per una infrastruttura mista, ossia tale da combinare un canale in spazio libero orizzontale con un'infrastruttura di fibra dedicata — cioè dedicata esclusivamente all'uso sperimentale. Sono stati usati due canali in spazio libero in due esperimenti diversi, uno di circa 50 m e il secondo di circa 500 m. Il segmento di fibra ottica invece collega il ricevitore posto sulla sommità dell'edifico con il laboratorio. I due test hanno prodotto tassi di chiave segreta medi rispettivamente di 793 kbps e 40 kbps, sia in condizioni diurne sia notturne. I risultati confermano che i vantaggi della banda C superano l'aumento della divergenza del fascio e che il sistema riesce a interconnettere le reti di fibra terrestri con lo spazio libero, aprendo la strada a futuri collegamenti quantistici satellitari e avvicinando la visione di un vero Internet quantistico globale alla realtà. ENGLISH VERSION: In this thesis I develop a quantum key distribution (QKD) apparatus based on qubits encoded in time-bin in the C-band, designed for a hybrid infrastructure — that is, one combining a horizontal free-space channel with a dedicated fiber infrastructure (dedicated exclusively to experimental use). Two free-space channels were used in two separate experiments: one of approximately 50 m and the second of approximately 500 m. The optical fiber segment connects the receiver located on top of the building to the laboratory. The two tests produced average secret key rates of 793 kbps and 40 kbps respectively, under both daytime and nighttime conditions. The results confirm that the advantages of the C-band outweigh the increased beam divergence, and that the system is capable of interconnecting terrestrial fiber networks with free space, paving the way for future satellite quantum links and bringing the vision of a true global quantum internet closer to realization.
In questo lavoro di tesi vengono utilizzate diverse tecniche di micro-fabbricazione per la realizzazione di dispositivi ottici integrati con applicazioni nell'ambito dell'informazione quantistica, in particolare per la generazione e la manipolazione di stati quantistici basati su fotoni. Sfruttando la tecnica di fabbricazione tramite laser a femtosecondi, sorgenti di singoli fotoni e fotoni entangled sono state integrate su chip. In aggiunta, la stessa tecnica ha permesso la realizzazione di dispositivi insensibili alla polarizzazione per la manipolazione di stati quantistici codificati nella polarizzazione dei singoli fotoni. L'ottimizzazione delle prestazioni e del controllo degli sfasatori termici, che rappresentano componenti essenziali per ampliare le funzionalita dei circuiti ottici integrati, ha permesso di estendere ulteriormente le capacita di tale tecnica di fabbricazione. Infine, una nuova piattaforma basata su guide in ossinitruro di silicio e stata sviluppata all'interno di PoliFab, il centro per le micro- e nano-fabbricazioni del Politecnico di Milano.
Questo lavoro di tesi e incentrato principalmente nelle tecniche avanzate di ottimizzazione per comunicazioni quantistiche, ed in generale applicazioni a regime di singolo fotone in spazio libero. Si tratta di un’attivita inserita nell’ambito di vari progetti che coinvolgono i dipartimenti di Ingegneria dell’Informazione e Astronomia dell’Universita degli Studi di Padova. Il lavoro svolto e introdotto da una sezione dedicata alla crittografia classica, seguita da una parte dedicata alla crittografia quantistica che ne illustra i concetti base e i principali protocolli. Si da inoltre particolare risalto alle tecnologie attualmente impiegate per l’implementazione di sistemi reali QKD (Quantum Key Distribution). In particolare verra descritto QuAKE: il sistema di crittografia quantistica basato su protocollo B92, le cui fasi di composizione e collaudo sono state svolte presso i laboratori LUXOR dell’Universita degli Studi di Padova. Si iniziera da una descrizione generale del sistema, in cui si espongono e analizzano le scelte progettuali per la realizzazione dell’apparato; in seguito si esporranno le soluzioni adottate per l’assemblaggio dell’ottica del trasmettitore e del ricevitore, andando a caratterizzare singolarmente tutti i componenti utilizzati nel sistema. Si illustrera in dettaglio la fase di montaggio di QuAKE, mettendo in rilievo le difficolta incontrate e le relative soluzioni adottate. Ampio risalto verra riservato ai test sperimentali effettuati. Verranno inoltre descritti con accuratezza tutti i software, proprietari e non, utilizzati, in modo da rendere questa tesi una guida utile per il setup completo del sistema. Alla fine si esporranno i risultati empirici ottenuti in laboratorio e i possibili sviluppi futuri
Le memorie quantistiche sono interfacce luce-materia in grado di ricevere, mem- orizzare e riprodurre uno stato quantistico con una “fidelity” piu alta di qualsiasi altro dispositivo classico. In questa tesi si studia l’applicazione delle memorie quantistiche a vapori di rubidio a temperatura ambiente per la memorizzazione di qubit in polarizzazione ed in particolare la possibilita di interferire gli impulsi memorizzati sia a livello classico che quantistico. L’interferenza a due fotoni e infatti alla base dei protocolli di distribuzione di chiave quantistica Measurement-Device-Independent (MDI-QKD) recentemente sviluppati.
Lo scopo della tesi e testare la fattibilita della codifica time-bin per QKD lungo un canale spaziale realizzato tra un satellite Low Earth Orbit e il Matera Laser Ranging Observatory (MLRO) a Matera. Si presentano i concetti base di Informazione Quantistica, alcuni protocolli di Comunicazione Quantistica e lo stato dell'arte delle comunicazioni quantistiche spaziali. Viene presentata poi la codifica in fase, realizzata con tecniche interferometriche, l'idea alla base del test, la realizzazione dell'esperimento presso MLRO e l'analisi dati.