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

ФОТОНИКА-2021 : ТЕЗИСЫ ДОКЛАДОВ РОССИЙСКОЙ КОНФЕРЕНЦИИ И ШКОЛЫ МОЛОДЫХ УЧЕНЫХ ПО АКТУАЛЬНЫМ ПРОБЛЕМАМ ПОЛУПРОВОДНИКОВОЙ ФОТОЭЛЕКТРОНИКИ

Применение кремниевых лавинных фотодиодов для регистрации одиночных фотонов в установке по квантовой криптографии

Denis B. Tretyakov, A. V. Kolyako, A. S. Pleshkov

Published Sep 27, 2021• 1 citation
Publisher

Abstract

В данной работе представлены экспериментальные результаты, демонстрирующие долговременную стабильность работы нашей установки, которая генерирует квантовый ключ по протоколу BB84 с помощью поляризационного кодирования. Показано, что скорость генерации «просеянного» квантового ключа и уровень ошибочных битов в ключе оставались постоянными в течение 1 часа и равнялись 10 кбит/с и 6.5% (см. Рис.1), соответственно, при расстоянии между передатчиком и приемником, равном 20 см [2]. Приведены теоретические зависимости скорости генерации секретного квантового ключа от коэффициента пропускания квантового канала для детекторов одиночных фотонов, которые использовались в данном эксперименте, и новых детекторов с эффективностью регистрации 48% и частотой темновых импульсов 180 Гц.

DOI
10.34077/rcsp2021-113

Related papers

Оценка средней скорости распределения ключей в оптическом канале связи между беспилотными летательными аппаратами

Филипп Александрович Якименко

В данной работе представлены результаты моделирования средней скорости передачи данных в оптическом канале связи между беспилотными летательными аппаратами. Получены зависимости средней скорости распределения ключей по протоколу BB84 от диаметров выходных и входных линз приемопередающих блоков с учётом ослабления лазерного излучения за счет поглощения атмосферой и возникающей в ней турбулентности.

•Jan 1, 2023•0 citations

Кратковременные флуктуации частоты РКГ

Е.П. Иванова, Н.И. Иванов, В. Ф. Кравченко

Проведен анализ влияния режима работы рубидиевого квантового генератора на предельное значение кратковременной нестабильности частоты квантового генератора. Показано, что при малых временах усреднения основной вклад в кратковременную нестабильность частоты рубидиевого квантового генератора вносят аддитивные шумы буферных каскадов. Приведены экспериментальные результаты, подтверждающие трактовку влияния аддитивного шума на стабильность частоты РКГ.

Radiotekhnika•Jan 1, 1974•0 citations

ПРИМЕНЕНИЕ МНОГОСЕРДЦЕВИННЫХ ОПТИЧЕСКИХ ВОЛОКОН ДЛЯ КВАНТОВЫХ СЕТЕЙ

О. Егорова, К. Ерохин, С. Журавлев +6 more

Проанализированы перспективы применения многосердцевинного оптического волокна для построения квантовых сетей. Показано, что у такого волокна есть ряд преимуществ при реализации технологии квантового распределения ключей между несколькими группами абонентов. С использованием межвузовской квантовой сети общей протяженностью 17 км проведены тестовые эксперименты по созданию трех квантовых и четырех классических каналов связи через одно многосердцевинное волокно. Продемонстрирована возможность одновременной передачи по многосердцевинному волокну классических и квантовых данных с использованием как фазового, так и поляризационного кодирования, что позволило сформировать квантовые ключи между тремя парами абонентов.

LAST MILE Russia•Dec 15, 2022•2 citations

Лавинные фотодиоды для систем квантовой криптографии

Лю Юйхан

В данной выпускной квалификационной работе рассматривается применение лавинных фотодиодов (ЛФД) в качестве ключевого элемента детекторов одиночных фотонов для систем квантовой криптографии. Квантовая криптография представляет собой передовую технологию защиты информации, основанную на фундаментальных принципах квантовой механики, и требует высокоточных компонентов, способных эффективно и надежно регистрировать отдельные фотоны. В работе представлен обзор принципов работы и характеристик ЛФД, включая квантовую эффективность, частоту темновых отсчетов, вероятность послелавинных срабатываний и временное разрешение. Особое внимание уделено сравнению различных режимов работы ЛФД — линейного, Гейгера и Sub-Geiger — с точки зрения их пригодности для задач квантового распределения ключей (QKD). Экспериментальная часть работы заключалась в тестировании малошумящего полупроводникового детектора одиночных фотонов, выполненного на базе ЛФД RMY PGA-314-100, включая сборку схем измерения и цифровую обработку сигналов. Проведены измерения параметров при различных температурах, уровнях напряжения и мертвого времени. Также проведен анализ вероятности послелавинных срабатываний тремя различными методами обработки гистограмм. В основном я использую программное обеспечение Matlab. Полученные результаты демонстрируют зависимость рабочих характеристик от температурного режима и условий управления, а также подтверждают высокую эффективность применения ЛФД в системах квантовой криптографии.

•Jan 1, 2025•0 citations

Квантовая схема для атаки на протокол квантовой криптографии с фазово-временным кодированием

Dmitry Anatolevich Kronberg

Основным свойством квантовой криптографии является возможность строгого доказательства стойкости против любых действий противника. Однако доказательство стойкости является сложным и может содержать ошибки. Неполнота доказательства стойкости создает риск уязвимости, т. е. ситуации, при которой противник обладает полным или частичным знанием о криптографическом ключе. В этой работе предлагается квантовая схема атаки на двупараметрический протокол квантовой криптографии с фазово-временным кодированием, которая демонстрирует его уязвимость. Показано, что построенная атака является относительно простой и требует лишь трех дополнительных кубитов. Обсуждаются ошибки в доказательстве стойкости, которые сделали возможной построенную атаку.

Математические вопросы криптографии•Jan 1, 2024•1 citation

ФОТОЭЛЕКТРОННЫЕ УМНОЖИТЕЛИ ДЛЯ ДЕТЕКТИРОВАНИЯ СГРУППИРОВАННЫХ ФОТОНОВ

В.Г. Попов

В докладе теоретически рассматривается взаимодействие группированных фотонов, то есть группы фотонов в одном квантовом состоянии поля, с однофотонными детекторами и детекторами с разрешением по числу фотонов. Показано, что использование матрицы однофотонных детекторов не в состоянии разрешать число фотонов в таких состояниях. В то же время использование фотоумножителей в виде вакуумных трубок с динодами позволяет разрешить число фотонов в таких состояниях со значительно большей эффективностью. Также в статье обсуждается повышение эффективности таких фотоумножителей и перспективы применения групповых состояний фотонов для квантового распределения ключей (КРК).

Nanoindustry Russia•Jun 30, 2025•0 citations
В данной работе представлены экспериментальные результаты, демонстрирующие долговременную стабильность работы нашей установки, которая генерирует квантовый ключ по протоколу BB84 с помощью поляризационного кодирования. Показано, что скорость генерации «просеянного» квантового ключа и уровень ошибочных битов в ключе оставались постоянными в течение 1 часа и равнялись 10 кбит/с и 6.5% (см. Рис.1), соответственно, при расстоянии между передатчиком и приемником, равном 20 см [2]. Приведены теоретические зависимости скорости генерации секретного квантового ключа от коэффициента пропускания квантового канала для детекторов одиночных фотонов, которые использовались в данном эксперименте, и новых детекторов с эффективностью регистрации 48% и частотой темновых импульсов 180 Гц.
В данной работе представлены результаты моделирования средней скорости передачи данных в оптическом канале связи между беспилотными летательными аппаратами. Получены зависимости средней скорости распределения ключей по протоколу BB84 от диаметров выходных и входных линз приемопередающих блоков с учётом ослабления лазерного излучения за счет поглощения атмосферой и возникающей в ней турбулентности.
Проведен анализ влияния режима работы рубидиевого квантового генератора на предельное значение кратковременной нестабильности частоты квантового генератора. Показано, что при малых временах усреднения основной вклад в кратковременную нестабильность частоты рубидиевого квантового генератора вносят аддитивные шумы буферных каскадов. Приведены экспериментальные результаты, подтверждающие трактовку влияния аддитивного шума на стабильность частоты РКГ.
Проанализированы перспективы применения многосердцевинного оптического волокна для построения квантовых сетей. Показано, что у такого волокна есть ряд преимуществ при реализации технологии квантового распределения ключей между несколькими группами абонентов. С использованием межвузовской квантовой сети общей протяженностью 17 км проведены тестовые эксперименты по созданию трех квантовых и четырех классических каналов связи через одно многосердцевинное волокно. Продемонстрирована возможность одновременной передачи по многосердцевинному волокну классических и квантовых данных с использованием как фазового, так и поляризационного кодирования, что позволило сформировать квантовые ключи между тремя парами абонентов.
В данной выпускной квалификационной работе рассматривается применение лавинных фотодиодов (ЛФД) в качестве ключевого элемента детекторов одиночных фотонов для систем квантовой криптографии. Квантовая криптография представляет собой передовую технологию защиты информации, основанную на фундаментальных принципах квантовой механики, и требует высокоточных компонентов, способных эффективно и надежно регистрировать отдельные фотоны. В работе представлен обзор принципов работы и характеристик ЛФД, включая квантовую эффективность, частоту темновых отсчетов, вероятность послелавинных срабатываний и временное разрешение. Особое внимание уделено сравнению различных режимов работы ЛФД — линейного, Гейгера и Sub-Geiger — с точки зрения их пригодности для задач квантового распределения ключей (QKD). Экспериментальная часть работы заключалась в тестировании малошумящего полупроводникового детектора одиночных фотонов, выполненного на базе ЛФД RMY PGA-314-100, включая сборку схем измерения и цифровую обработку сигналов. Проведены измерения параметров при различных температурах, уровнях напряжения и мертвого времени. Также проведен анализ вероятности послелавинных срабатываний тремя различными методами обработки гистограмм. В основном я использую программное обеспечение Matlab. Полученные результаты демонстрируют зависимость рабочих характеристик от температурного режима и условий управления, а также подтверждают высокую эффективность применения ЛФД в системах квантовой криптографии.
Основным свойством квантовой криптографии является возможность строгого доказательства стойкости против любых действий противника. Однако доказательство стойкости является сложным и может содержать ошибки. Неполнота доказательства стойкости создает риск уязвимости, т. е. ситуации, при которой противник обладает полным или частичным знанием о криптографическом ключе. В этой работе предлагается квантовая схема атаки на двупараметрический протокол квантовой криптографии с фазово-временным кодированием, которая демонстрирует его уязвимость. Показано, что построенная атака является относительно простой и требует лишь трех дополнительных кубитов. Обсуждаются ошибки в доказательстве стойкости, которые сделали возможной построенную атаку.
В докладе теоретически рассматривается взаимодействие группированных фотонов, то есть группы фотонов в одном квантовом состоянии поля, с однофотонными детекторами и детекторами с разрешением по числу фотонов. Показано, что использование матрицы однофотонных детекторов не в состоянии разрешать число фотонов в таких состояниях. В то же время использование фотоумножителей в виде вакуумных трубок с динодами позволяет разрешить число фотонов в таких состояниях со значительно большей эффективностью. Также в статье обсуждается повышение эффективности таких фотоумножителей и перспективы применения групповых состояний фотонов для квантового распределения ключей (КРК).