Quantum key distribution via frequency translation in a nonlinear optical fiber

• J. Bonetti ^[2] ; S.M. Hernandez ^{[2] [1]} ; D.F. Grosz ^{[2] [1]}
  1. [1] Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas

     Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas

     Argentina

     
  2. [2] Grupo de Comunicaciones Ópticas, Depto. de Ingeniería en Telecomunicaciones, Instituto Balseiro,Comisión Nacional de Energía Atómica, Río Negro 8400, Argentinan
• Localización: Óptica pura y aplicada, ISSN-e 2171-8814, Vol. 56, Nº. 2, 2023 (Ejemplar dedicado a: Óptica y Fotónica en Argentina)
• Idioma: inglés
• Títulos paralelos:
  • Distribución cuántica de claves via translación de frecuencia en fibras ópticas no lineales
• Enlaces
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• Resumen
  • español

    Proponemos una aplicación simple y original del proceso de translación cuántica de frecuencias en una fibra no lineal a un protocolo BB84 de distribución cuántica de claves. A diferencia de la mayoría de las implementaciones de la distribución cuántica de claves, que utilizan la fase o la polarización de los fotones, codificar la información cuántica en el estado de frecuencia del fotón es inherentemente más estable frente a fluctuaciones ya sea mecánicas o térmicas sobre medios de transmisión como las fibras ópticas. También mostramos que el esquema propuesto puede escalar naturalmente a alfabetos más grandes, en particular demostramos la extensión a un alfabeto de 4 símbolos, proporcionando mayor seguridad a aplicaciones de distribución cuántica de claves.

  • English

    We propose a simple and original implementation of the BB84 quantum key distribution protocol via a quantum frequency-translation process in a nonlinear optical fiber. Unlike most conventional quantum key distribution implementations, which rely on the photon polarization/phase, encoding quantum information in the photon frequency state is inherently more stable against mechanical and/or thermal fluctuations over transmission media such as optical fibers. We also show the proposed scheme to be naturally expandable to larger character sets, and demonstrate a straightforward extension to a four-character alphabet (qu-quarts), providing enhanced security for quantum key distribution applications