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

Высшая школа: научные исследования

МЕНЬШЕ СРЕДНЕЕ ЧИСЛО ФОТОНОВ - ДЛИННЕЕ КВАНТОВЫЙ КЛЮЧ?

Борисова А.В., Орлова М.В., Швыгина М.М.

Published Oct 7, 2025• 0 citations
Publisher

Abstract

Представлены результаты теоретического и экспериментального исследования влияния среднего числа фотонов на длину секретного квантового ключа. Работа проведена для системы, реализующей протокол фазо-временного кодирования с состояниями-ловушками.

DOI
10.22184/9785948367361.620.623

Related papers

Влияние релаксации кубита на транспортные свойства микроволновых фотонов

A. N. Sultanov, Ya. S. Grinberg

В работе с помощью метода неэрмитового гамильтониана исследовано прохождение одиночного фотона в одномерном волноводе, взаимодействующем с резонатором, содержащим произвольное число фотонов, и двухуровневый искусственный атом, с учетом релаксации последнего. Получены аналитические выражения для транспортных коэффициентов, в явном виде учитывающие параметр релаксации кубита. Форма коэффициента прохождения (отражения), когда в резонаторе находится более одного фотона, качественно отличается от однофотонного резонатора, и содержит в себе проявление эффекта фотонной блокады. Bремя жизни кубита зависит от числа фотонов в резонаторе. Работа выполнена при финансовой поддержке Российского научного фонда (грант N 16-19-10069.) DOI: 10.21883/FTT.2017.11.45041.08k

Physics of the Solid State•Jan 1, 2017•0 citations

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

Майорановские фермионы, суперсимметрия и термополевая динамика

Marco A. S. Trindade, Sérgio Floquet

Для произвольного (четного или нечетного) числа майорановских фермионов без использования какой-либо симметрии гамильтониана показано, что спектр системы обладает свойствами суперсимметрии и вырожденности. Исследуется суперсимметрия при конечной температуре. Этот анализ основан на введении зависимости от температуры в формализм термополевой динамики для майорановских фермионов. С помощью преобразований Боголюбова вычислены сплетающие операторы при ненулевой температуре и найдено их действие на температурное состояние Белла. На основе степени совпадения квантовых состояний вычисляется расстояние между состояниями при ненулевой температуре и соответствующими чистыми состояниями. В пределе нулевой температуры восстанавливаются чистые состояния и степень совпадения стремится к единице. Результаты этих вычислений позволяют проанализировать влияние температуры на эволюцию системы.

Теоретическая и математическая физика•Nov 27, 2021•0 citations

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

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

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.

ФОТОНИКА-2021 : ТЕЗИСЫ ДОКЛАДОВ РОССИЙСКОЙ КОНФЕРЕНЦИИ И ШКОЛЫ МОЛОДЫХ УЧЕНЫХ ПО АКТУАЛЬНЫМ ПРОБЛЕМАМ ПОЛУПРОВОДНИКОВОЙ ФОТОЭЛЕКТРОНИКИ•Sep 27, 2021•1 citation

О методе факторизации при квантово-статистическом описании динамики изолированной спин-системы

Alexander Alexandrovich Samokhin, А. В. Зыль, Николай Леонидович Замарашкин

Исследуется применимость формулы, факторизующей след от произведения диагональных частей спиновых операторов, для случая относительно небольшого числа частиц изолированной спин-системы. Справедливость этой формулы для большого числа частиц следует из основных принципов квантовой статистической механики. Рассматриваемая спин-система включает в себя диполь-дипольное и зеемановское взаимодействие с внешним магнитным полем. Установлено, что точность этой формулы монотонно повышается с ростом величины магнитного поля. В то же время зависимость от числа частиц в диапазоне $2\div10$ при различных конфигурациях оказывается резко немонотонной.

Теоретическая и математическая физика•Feb 28, 2024•0 citations

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОТОКОЛА BB84 В СИСТЕМЕ КВАНТОВОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ КЛЮЧЕЙ

Maksud Khamidov Maxmudovich

В статье изучается математическая модель оценки эффективности протокола BB84 в системе квантового распределения ключей. Основное внимание уделено параметрам канала, вероятности регистрации фотона, уровню ошибок и итоговой длине секретного ключа. Для описания процесса использованы выражения, связывающие длину оптического канала, коэффициент затухания, среднее число фотонов, эффективность детектора и вероятность темнового отсчёта. Такой подход позволяет заранее оценить поведение QKD-системы без проведения сложного физического эксперимента. В работе показано, что даже простая модель BB84 даёт полезную картину: рост длины канала снижает вероятность регистрации, а темновые отсчёты заметно влияют на качество ключа. Модель может использоваться в учебных и предварительных инженерных расчётах.

•Jun 9, 2026•0 citations
Представлены результаты теоретического и экспериментального исследования влияния среднего числа фотонов на длину секретного квантового ключа. Работа проведена для системы, реализующей протокол фазо-временного кодирования с состояниями-ловушками.
В работе с помощью метода неэрмитового гамильтониана исследовано прохождение одиночного фотона в одномерном волноводе, взаимодействующем с резонатором, содержащим произвольное число фотонов, и двухуровневый искусственный атом, с учетом релаксации последнего. Получены аналитические выражения для транспортных коэффициентов, в явном виде учитывающие параметр релаксации кубита. Форма коэффициента прохождения (отражения), когда в резонаторе находится более одного фотона, качественно отличается от однофотонного резонатора, и содержит в себе проявление эффекта фотонной блокады. Bремя жизни кубита зависит от числа фотонов в резонаторе. Работа выполнена при финансовой поддержке Российского научного фонда (грант N 16-19-10069.) DOI: 10.21883/FTT.2017.11.45041.08k
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).
Для произвольного (четного или нечетного) числа майорановских фермионов без использования какой-либо симметрии гамильтониана показано, что спектр системы обладает свойствами суперсимметрии и вырожденности. Исследуется суперсимметрия при конечной температуре. Этот анализ основан на введении зависимости от температуры в формализм термополевой динамики для майорановских фермионов. С помощью преобразований Боголюбова вычислены сплетающие операторы при ненулевой температуре и найдено их действие на температурное состояние Белла. На основе степени совпадения квантовых состояний вычисляется расстояние между состояниями при ненулевой температуре и соответствующими чистыми состояниями. В пределе нулевой температуры восстанавливаются чистые состояния и степень совпадения стремится к единице. Результаты этих вычислений позволяют проанализировать влияние температуры на эволюцию системы.
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.
Исследуется применимость формулы, факторизующей след от произведения диагональных частей спиновых операторов, для случая относительно небольшого числа частиц изолированной спин-системы. Справедливость этой формулы для большого числа частиц следует из основных принципов квантовой статистической механики. Рассматриваемая спин-система включает в себя диполь-дипольное и зеемановское взаимодействие с внешним магнитным полем. Установлено, что точность этой формулы монотонно повышается с ростом величины магнитного поля. В то же время зависимость от числа частиц в диапазоне 2÷102\div102÷10 при различных конфигурациях оказывается резко немонотонной.
В статье изучается математическая модель оценки эффективности протокола BB84 в системе квантового распределения ключей. Основное внимание уделено параметрам канала, вероятности регистрации фотона, уровню ошибок и итоговой длине секретного ключа. Для описания процесса использованы выражения, связывающие длину оптического канала, коэффициент затухания, среднее число фотонов, эффективность детектора и вероятность темнового отсчёта. Такой подход позволяет заранее оценить поведение QKD-системы без проведения сложного физического эксперимента. В работе показано, что даже простая модель BB84 даёт полезную картину: рост длины канала снижает вероятность регистрации, а темновые отсчёты заметно влияют на качество ключа. Модель может использоваться в учебных и предварительных инженерных расчётах.