Разработка базовых устройств и протоколов квантовой связи на основе спонтанного параметрического рассеяния света

В докладе будут представлены основные результаты диссертационной работы, связанные с генерацией неклассических состояний света (узкополосных однофотонных состояний, двухфотонных состояний и коррелированных состояний устройств квантовой памяти и светового поля) на основе спонтанного параметрического рассеяния света, а также реализацией квантовых протоколов на основе данных состояний. В ходе выполнения работы реализован источник узкополосных однофотонных состояний света, совместимый с устройствами квантовой памяти на основе редкоземельных ионов Nd3+, на основе спонтанного параметрического рассеяния света в резонаторе. Предложен метод генерации коррелированных состояний квантовой памяти и светового поля на основе совмещения в общем резонаторе устройства квантовой памяти и источника двухфотонных состояний. Данный метод исключает необходимость загрузки в резонатор памяти фотона, испущенного внешним источником, и упрощает согласование рабочих частот и спектральных ширин квантовой памяти и источника пар фотонов на основе спонтанного параметрического рассеяния света Кроме того, в работе развивается методика квантового хеширования информации на основе многомерных однофотонных состояний света. Квантовая функция хеширования представляется в виде последовательности многомерных однофотонных состояний света (кудитов), где информация о хешируемом состоянии кодируется в фазе каждого кудита. Протоколы квантового хеширования могут лечь в основу протоколов квантовой цифровой подписи и усиления секретности распределенного ключа.