[pt] As comunicações quânticas estão rapidamente integrando-se às redes de fibras
ópticas, entretanto muitos desafios de engenharia ainda existem para essa
aglutinação. Esta tese discute algumas soluções práticas para a melhoria de
aplicações reais em comunicações quânticas em fibras ópticas. No primeiro
experimento uma fonte de pares de fótons emaranhados não-degenerados, de
banda-estreita, empregando conversão espontânea paramétrica descendente
(CEPD) é utilizada para demonstrar a viabilidade da distribuição quântica de
chaves (DQC) através de 27 km de fibras ópticas, com o canal de sincronismo
presente na mesma fibra com uma separação de 0.8 nm em comprimento de onda.
A outra demonstração utilizou uma fonte heráldica de fótons únicos também
baseada em CEPD para a realização de DQC através de 25 km de fibras ópticas
com a utilização do protocolo de decoy states pela primeira vez. Houve também
um estudo dos impactos gerados por ruído Raman espontâneo causado por um
canal óptico clássico presente na mesma fibra que o canal quântico. Um protocolo
para gerar números verdadeiramente aleatórios em um sistema de DQC
independente da taxa de transmissão do sistema é proposto, e um experimento
prova-de-princípio demonstra a idéia. Finalmente um sistema de controle
automático de polarização é utilizado para a realização de uma sessão de DQC
através de 16 km de fibras ópticas utilizando codificação em polarização, mesmo
sob a presença de um embaralhador rápido do estado de polarização. / [en] Quantum communications is quickly becoming integrated within fiber optical
networks and still many engineering challenges remain towards this interweaving.
This thesis deals with some practical solutions toward improving real-world
applications in quantum communications within optical fibers. In the first
experiment, a non-degenerate narrowband entangled pair single-photon source
based on spontaneous parametric down-conversion (SPDC) is used to show the
feasibility of performing quantum key distribution (QKD) through 27 km of
optical fiber, with the synchronization channel wavelength multiplexed in the
same fiber with a channel spacing of just 0.8 nm. A second experiment uses a
heralded single-photon source also based on SPDC to perform QKD over 25 km
of optical fiber with the decoy state modification for the first time. Then there is a
study of the problems caused by spontaneous Raman induced noise due to the
presence of a classical signal in the same fiber as the quantum channel. A protocol
to generate truly random numbers in a QKD setup independent of the system s
transmission rate is proposed, and a proof-of-principle experiment demonstrates
the idea. Finally an automatic polarization control system is used to perform a
QKD session over 16 km of optical fiber using polarization encoding, even in the
presence of a fast polarization scrambler.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:puc-rio.br/oai:MAXWELL.puc-rio.br:14226 |
| Date | 25 September 2009 |
| Creators | GUILHERME BARRETO XAVIER |
| Contributors | JEAN PIERRE VON DER WEID |
| Publisher | MAXWELL |
| Source Sets | PUC Rio |
| Language | English |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | TEXTO |
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