Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Бауместер Д. -> "Физика квантовой информации" -> 26

Физика квантовой информации - Бауместер Д.

Бауместер Д., Экерт А., Цайлингер А. Физика квантовой информации — М.: Постмаркет, 2002. — 376 c.
ISBN 5-94057-017-8
Скачать (прямая ссылка): fizikakvantovoyinformacii2002.pdf
Предыдущая << 1 .. 20 21 22 23 24 25 < 26 > 27 28 29 30 31 32 .. 151 >> Следующая

Система, реализующая на основе этой идеи протокол ВВ84 с четырьмя состояниями, показана на рис.2.11 и рассматривается в [68]. В этом эксперименте Алиса и Боб были разнесены на расстояние 23км при использовании стандартного телекоммуникационного оптоволоконного кабеля, игравшего роль линии передачи. Без какой бы то ни было активной стабилизации был достигнут уровень ошибки менее 1% при уровне формирования сетевого ключа в 210Гц. Во всех этих экспериментах на длинах телекоммуникационных волн порядка 1300нм, основная часть шума была вызвана высоким фоном темновых отсчетов в однофотонных детекторах (InGaAs/InP лавинные фотодиоды, охлаждаемые до 173К, т.е. в пределах возможностей охлаждения элементами Пельте). Использование синхронизации и стробируемой электронной приемной системы позволяет уменьшить уровень шумов, однако на последующее практическое использование квантовой криптографии огромное влияние окажет совершенствование детекторов.
2.6.3 Квантовая криптография, основанная на перепутывании
При использовании неклассических свойств перепутанных пар частиц становится (см. разд.2.4) возможной реализация ряда новых особенностей криптографии. Однако, на основе существующей технологии построить такие/ёхемы оказывается значительно труднее, чем рассмотренные выше, одночастичные, в основном, из-за необходимости генерировать состояния с высокой степенью перепутывания. Неполное перепутывание между фотонами, поступающими к Алисе и Бобу, может быть улучшено только при использовании техники очищения перепутывания, которая, при современном уровне развития технологии, не может быть реализована. Таким образом, любой шум, сопровождающий перепутывание, непосредственно влияет на характеристики системы. С момента первой демонстрации [44] основной целью было усовершенствование источника перепутанных фотонных пар. В настоящее время таким источником пар фотонов служит процесс параметрического рассеяния света. Из-за низкой эффективности этого процесса для получения достаточного уровня битов приходится использовать широкополосное излучение. Отсюда, необходим поиск компромисса, позволившего бы избежать проблем, возникающих при передаче фотонных пар через диспергирующее оптическое волокно.
72 Квантовая криптография
В большинстве подходов используется перепутывание между энергией и временем (детали см. в [69, 70]). Если пара фотонов рождается в процессе параметрического рассеяния, то может возникнуть нелокальная интерференция между выходами двух разбалансированных, но при этом идентичных, интерферометров Маха-Цанде-ра или Майкельсона. При этом разность оптических путей в каждом интерферометре должна быть меньше, чем длина когерентности лазера накачки. Для разделения вкладов интерферирующих и неинтерферирующих компонент требуется временная селекция. Минимальное время разрешения существующих счетчиков фотонов составляет порядка ЗООпс; соответствующая разность оптических путей оказывается около 30см. Эксперименты по проблеме ЭПР-Белла, выполненные в Женеве, показывают, что возможно распределить перепутанные пары по стандартным телекоммуникационным линиям и наблюдать высокую степень перепутывания на физических расстояниях между детекторами около 10км (действительная длина оптических волокон между источником и детекторами составляла 8км и 9км [71])
В процессе параметрического рассеяния света может быть получено и поляризационное перепутывание (тип II, [16]4). Недавно, в эксперименте наблюдалось нарушение неравенства Белла также и для независимых наблюдателей [72]. В этом эксперименте два наблюдателя - Алиса и Боб - разнесены на расстояние около 400м (и соединены оптическим волокном длиной 1км). Но в этом эксперименте все измерения, от генерации случайных ориентаций для анализа до детектирования фотона, выполнялись за времена (~80нс) гораздо более короткие, нежели время, необходимое для передачи сообщения между ними (~ 1300нс). Быстрая электро-модуляционная система и регистрирующая аппаратура, разработанная для этого эксперимента, может быть непосредственно использована для реализации квантовой криптографии на основе состояний единичных фотонов и при нарушении неравенства Белла, что служит гарантией защищенной связи.
4 Недавно, в работе [*] было показано, как генерировать максимально перепутанные поляризационные состояния в самом общем случае - при любом типе синхронизма (I или II), в поле импульсной накачки и произвольной длине кристаллов. В работе [**] такие состояния были приготовлены и в невырожденном по частоте случае.
[*]Y.H.Kim, M.V.Chekhova, S.P.Kulik, M.Rubin, and Y.H.Shih. Interferometric Bell state preparation using femtosecond pulse pumped spontaneous parametric down-conversion. Phys.Rev.A 63, 062301 (2001).
[**]Y.Kim, S.P.Kulik, Y.Shih. «Bell state preparation using pulsed nondegenerate two-photon entanglement» Phys.Rev.A 63, 060301 (2001).
Заключительные замечания 73
2.7 Заключительные замечания
Исследования по квантовой криптографии во всех ее возможных проявлениях становятся все более активными и любой самый полный обзор в этой области будет быстро отставать от реального состояния дел. Поэтому, мы решили дать здесь лишь некоторые основные положения, в надежде на то, что они послужат отправной точкой для введения в этот раздел знаний. Мы исходили из того, что квантовая криптография сегодня представляет реальную альтернативу традиционным криптографическим методам и в недалеком будущем, быть может, мы будем вынуждены доверять квантовой механике больше, чем теории чисел при нашем конфиденциальном общении.
Предыдущая << 1 .. 20 21 22 23 24 25 < 26 > 27 28 29 30 31 32 .. 151 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed