Cистемы квантовой криптографии

ДипломнаяПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Непрерывное совершенствование технологии производства радиоматериалов и принципов конструирования аппаратуры привело к тому, что параметры значительного числа радиоустройств, предназначенных для работы в обычном интервале температур, приблизились к теоретически достижимому пределу. Это означает, что возможности, определяемые свойствами веществ, из которых изготовлены компоненты радиоаппаратуры… Читать ещё >

Cистемы квантовой криптографии (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Содержание

Содержание (Table of Contents)
1. Введение
2. Обзор литературы
- 2. 1. Методы стабилизации низких температур с помощью элементов Пельтье
  - 2. 1. 1. Методы охлаждения
  - 2. 1. 2. Эффект Пельтье
  - 2. 1. 3. Особенности применения модулей Пельтье
  - 2. 1. 4. Теплоизоляция
  - 2. 1. 5. Измерение температуры
  - 2. 1. 6. Автоматическое регулирование
  - 2. 1. 7. Виды САР
  - 2. 1. 8. Устойчивость САР
  - 2. 1. 9. Качество процессов регулирования
- 2. 2. Эксперимент по квантовой передаче ключа (Quantum key distribution experiment: cryptography overview)
  - 2. 2. 1. Описание (Abstract)
  - 2. 2. 2. Введение (Introduction)
  - 2. 2. 3. Классическая криптография (Classical Cryptography)
  - 2. 2. 4. Квантовая криптография (Quantum Cryptography)
  - 2. 2. 5. Системы с фазовым кодированием (Phase coding QKD system)
  - 2. 2. 6. Эксперименты (Experimental QKD)
3. Разработка охладителя
- 3. 1. Выбор конструкции охладителя
- 3. 2. Выбор типов элементов Пельтье
- 3. 3. Измеритель температуры
4. Система автоматического регулирования температуры
- 4. 1. Построение САР
- 4. 2. Схема САР
- 4. 3. Выбор коэффициентов КИ и КУ
5. Экспериментальная установка (QKD Experimental Set-up)
- 5. 1. Оптическая часть установки (Optical part of the set-up)
- 5. 2. Электронная часть установки (Electronic part of the set-up)
- 5. 3. Программное обеспечение (Software)
6. Сопровождающий импульс сигнала (Afterpulsing effect)
7. Эксперимент по квантовой передаче ключа (QKD experiment)
- 7. 1. Вычисление числа фотонов в импульсе (Calculation of the number of photons per pulse)
- 7. 2. Первые экспериментальные результаты (First experimental results)
- 7. 3. Окончательные результаты (Results with the completed set-up)
8. Выводы (Conclusion)
9. Благодарности (Acknowledgements)
10. Охрана труда
Заключение
Список литературы (References)
Приложение 1
Приложение 2
Приложение 3
Приложение 4
Приложение 5

Приложение 6 (Appendix 6. Semiconductor laser Fujitsu FLD3F6CX data and test sheet)…113

Приложение 7 (Appendix 7. Soviet-made FD312L germanium avalanche photodiode (APD), data sheet)…118

Приложение 8 (Appendix 8. Schematic of the distribution buffer)…120

Приложение 9 (Appendix 9. Quantum key distribution experiment. Interconnection diagram and equipment settings)…121

Приложение 10 (Appendix 10. Synchronization of the generators)…122

1. Введение

В последние годы по всему миру активно разрабатываются системы квантовой криптографии. В лаборатории кафедры ведутся работы по созданию фотодетекторов для систем квантовой криптографии. Требование высокой чувствительности, вплоть до регистрации единичных фотонов, и низкого уровня ложных срабатываний приводит к необходимости использования в качестве чувствительного элемента лавинного фотодиода, охлажденного до низких температур. Так как характеристики фотодиода сильно зависят от температуры, ее необходимо стабилизировать с высокой точностью. Типовые значения рабочих температур фотодиодов −50…−80 оС при точности ее поддержания не хуже десятых долей градуса.

При исследовании экспериментальных моделей фотодетекторов необходимо также изменение температуры, что повышает требования к оптимизации переходных процессов, возникающих в системе регулирования. Все это в сочетании с высокой точностью поддержания температуры вплоть до предельно низких значений, требует тщательного расчета и экспериментальной проработки не только электронной части системы охлаждения, но и конструкции устройства.

Таким образом, целью данной работы является:

— создание автономной и компактной системы охлаждения фотодиодов до температуры −50…−60 оС;

— разработка системы автоматического регулирования (САР) для поддержания заданной температуры фотодиодов с точностью до 0.1 оС.

В NTNU ведутся работы по созданию квантовой криптографической системы передачи ключа с фазовым кодированием. Эта работа требует не только настройки оптических компонентов, но и написания программного обеспечения. В мою задачу входило создание программы для осуществления передачи ключа между двумя объектами и вычисления процента ошибки (QBER (Quantum Bit Error Rate)), а также реализация блокировки сопровождающего импульса сигнала (afterpulse blocking) на программном уровне. Необходимо было получить значение QBER<11%.

Также в дипломе рассмотрены принципы криптографии, приведено сравнение классических и квантовых криптосистем, и объяснено преимущество квантовых систем с фазовым кодированием.

Показать весь текст

Заполнить форму текущей работой