Összefonódás alapú, szabadtéri kvantumkulcsszétosztó rendszer vezérlésének kialakítása
A kvantumkriptográfia alkalmazhatóságának és klasszikus rendszereinkkel történő integrálhatóságának jelentősége évről évre nő, ahogyan a kvantumszámítástechnika területén elért eredmények egyre nagyobb ütemű teljesítménybéli és működtethetőségi fejlesztéseket mutatnak. A nagyteljesítményű kvantumszámítógépek képességei a jövőre nézve megkövetelik adataink új típusú titkosítását. Egy globális szintű kvantumkommunikációs hálózat létrehozása megfelelő irány lenne az így felmerülő igények kielégítésére, azonban ehhez – többek között – a jelenlegi technológiák skálázhatóságának problémáját meg kell oldanunk. Bár a fény a jelenleg ismert legjobb kvantumos közvetítő közeg kvantumkommunikációs célra, az optikai szálban fellépő csillapítás miatt a legkézenfekvőbb, ha a nagyobb távolságú kulcsszétosztáshoz szabadtérben alakítunk ki linkeket. Ez az alapja a műholdakat is alkalmazó nagy távolságú interkontinentális kvantumlinkek és -hálózatok technológiájának is, melynek fejlődésével közelebb kerülhetünk a „Második kvantum forradalomnak” is nevezett időszak végső céljához: a kvantuminternet létrehozásához.
Munkám során a HunQuTech konzorciumban lévő projekt keretein belül egy műegyetemi fejlesztésű, összefonódás alapú, szabadtéri kvantumkommunikációs rendszer megépítésén dolgoztam. Alapvető feladatom a jelfeldolgozáshoz szükséges vezérlő algoritmusok implementálása volt. Ennek során dolgoztam különböző kommunikációs forgatókönyvekhez általam készített szimulációs adatokkal, jelgenerátor segítségével szimulált jelsorozattal, egyidejű fotonpár-forrás használatával és végül összefonódott fotonforrással is. A rendszer érdekessége, hogy a fotonforrások is a Műegyetemen kerültek kifejlesztésre. A dolgozatomban ismertetem egy polarizációban összefonódott fotonokkal operáló QKD rendszer jelfeldolgozásának nehézségeit, s a jelfeldolgozás során kialakított megoldásokat. Végezetül mérésekkel és átviteli tesztek eredményeivel jellemzem a rendszer aktuális állapotát.
