Nesta dissertaÃÃo à realizado um estudo da polarizaÃÃo da luz e suas aplicaÃÃes em sistemas de comunicaÃÃes quÃnticas. Inicialmente, sÃo apresentadas as ferramentas matemÃticas necessÃrias ao tratamento da polarizaÃÃo da luz de fÃtons isolados e estados coerentes: matriz coerÃncia, parÃmetro de Stokes e grau de polarizaÃÃo. Em seguida à apresentada, atravÃs de simulaÃÃo numÃrica, a dinÃmica do grau de polarizaÃÃo da luz de um fÃton durante a propagaÃÃo em um canal despolarizador. Por fim, o resultado de um experimento usando estados coerentes, objetivando medir o grau de polarizaÃÃo da luz apÃs propagaÃÃo em um trecho de 200 m de fibra, à apresentado. O experimento à Ãtil para a determinaÃÃo do parÃmetro do modelo de canal despolarizador de qubits. Sendo a polarizaÃÃo da luz uma propriedade facilmente alterada por condiÃÃes ambientais, sÃo estudados os esquemas Ãpticos que, dentro de certas restriÃÃes, podem corrigir variaÃÃes aleatÃrias da polarizaÃÃo da luz durante a propagaÃÃo na fibra. Tais esquemas sÃo empregados como corretores de erros em sistemas de comunicaÃÃes quÃnticas. Baseados em esquemas de correÃÃo encontrados na literatura, foram propostos dois novos esquemas, um para a utilizaÃÃo em sistemas que empregam polarizaÃÃo de luz de fÃtons isolados e outro para sistemas que empregam polarizaÃÃo de estados coerentes bimodais, sendo o primeiro ativo, isto Ã, requer um protocolo de controle e sincronismo, e o segundo passivo. Por fim, à feita a anÃlise da seguranÃa de um sistema de distribuiÃÃo quÃntica de chaves, empregando o esquema proposto de correÃÃo de erros, quando o mesmo sofre o ataque de Fuchs-Peres-Brandt. à mostrado que a utilizaÃÃo do esquema de correÃÃo de erros proposto favorece a visibilidade da presenÃa de um espiÃo monitorando o canal quÃntico. / In this dissertation, it is realized a study of light polarization and its applications in quantum communications. Initially, the mathematical tools needed for single-photon and coherent states polarization analyses are presented: coherence matrix, Stokes parameters and polarization degree. Following, using numerical simulations, it is presented the variation of the degree of polarization of a single-photon pulse during depolarizing channel propagation. At last, the result of an experiment using coherent states, aiming to measure the degree of polarization after propagation in 200 m optical fiber is presented. The experiment is useful for determination of the parameter of the qubit depolarizing channel model. Since light polarization is easily changed when environment fluctuations are present during fiber propagation, optical schemes able to correct unpredictable polarization changes are studied. Such schemes are employed for error correction in quantum communication systems. Based on already proposed error correction schemes, two new schemes are proposed, one for systems that employs polarization of singlephoton light, and other for systems that employs polarization of two-mode coherent states, being
the first active, that is, requiring a control and synchronism protocol, while the second is passive. At last, it is realized a security analysis of a quantum key distribution system, employing the proposed error correction scheme, when the same is under Fuch-Peres-Brandt attack. It is shown that using the proposed error correction scheme the presence of an eavesdropper monitoring the quantum channel is more visible.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:www.teses.ufc.br:1937 |
| Date | 14 September 2006 |
| Creators | Josà ClÃudio do Nascimento |
| Contributors | Rubens Viana Ramos, Elvio CÃsar Giraudo, Hilma Helena Macedo de Vasconcelos |
| Publisher | Universidade Federal do CearÃ, Programa de PÃs-GraduaÃÃo em Engenharia de TeleinformÃtica, UFC, BR |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFC, instname:Universidade Federal do Ceará, instacron:UFC |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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