Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Infrastruktury komunikacji kwantowej – synergie oraz integracja z systemami transmisji wzorcowych sygnałów czasu i częstotliwości

Rydlichowski Piotr, Kliks Adrian

Przegląd Telekomunikacyjny + Wiadomości Telekomunikacyjne

|

2023

|

nr 4

129--132

PL

Technologie obliczeń oraz komunikacji kwantowej spotkały się w ostatnich latach z dużym zainteresowaniem. Postępy w technologiach fotonicznych pozwalają na wdrażanie stanowisk testowych komunikacji kwantowej, w których urządzenie oparte na źródłach i detektorach pojedynczych fotonów i splątanie kwantowe są wykorzystywane do przesyłania bitów kwantowych i oferują nowe możliwości zastosowania i usługi, również w połączeniu z istniejącymi systemami i usługami optycznej transmisji danych. W pracy przedstawiono stan bieżący integracji infrastruktury komunikacji kwantowej z systemami transmisji sygnałów wzorcowych.

EN

Quantum Computing and Quantum Communication technologies received significant interest over recent years. Advancements in photonic technologies allow for the implementation of quantum communication testbeds where single photon devices and quantum entanglement is used to transmit quantum bits and offer new possible use cases and services also with connection with existing optical data transmission systems and services. This paper analyzes the integration of the quantum communication systems with the reference signal systems.

2

Quantum integrated photonics

Romaniuk Ryszard

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2023

|

Vol. 64, Nr 8

17--24

EN

Quantum integrated photonics (QIP) is one of the technological and system options for building quantum networks and compu ters. The carrier of multilateral, multidimensional quantum infor mation, in the state of coherent superposition and entanglement/ hyper-entanglement, is a single, most often heralded, or deter ministic photon or a cluster of photons. The material substrates for the operation of a photon qubit/qudit are photonic integrated circuits (PICs) and optical fibres. In such an environment, photons as qubits or qudits are generated, modulated and demodulated, transmitted and detected. Unlike other qubit technologies, the photon as a flying qubit is transformed reversibly in a material medium to a stationary form in resonant absorption and emission with the preservation of quantum information. The photon, as the only qubit/qudit, in zero time in its frame of reference, trans mits quantum information in the vacuum between the emission and absorption. The QIP technology potential results from the possibility of performing all quantum operations on the photon qubit/qudit using linear optics methods. These operations inc lude qubit operations in the time, frequency and space domains and the implementation of quantum gate logic. Quantum error correction, photon quality determination, indistinguishability, en tanglement distribution and distillation are possible. Hybrid, in terms of material, QIP systems, consisting of quantum-connec ted PICs, have the potential to implement universal computers and quantum networks. The paper is part of a cycle related to a lecture for PhD students on Quantum Information Technologies and Quantum Biophotonics.

PL

Kwantowa fotonika scalona (KFS) jest jedną z opcji technologicz nych i systemowych budowy kwantowych sieci i komputerów. Nośnikiem wielostronnej, wielowymiarowej informacji kwantowej w stanie koherentnej superpozycji, splątania i hipersplątania jest pojedynczy, najczęściej zwiastowany, lub deterministyczny foton lub klaster fotonów. Podłożem materialnym dla działania kubitu lub kuditu fotonowego są fotoniczne układy scalone (FUS) i światło wody. W takim środowisku fotony jako kubity lub kudity są genero wane, modulowane i demodulowane, transmitowane i detekowane. W odróżnieniu od innych technologii kubitowych foton jako ku bit lotny transformuje się, w ośrodku materialnym, w odwracalny sposób, do postaci stacjonarnej w akcie rezonansowej absorpcji i emisji z zachowaniem informacji kwantowej. Foton, jako jedyny kubit/kudit, w zerowym czasie w jego układzie odniesienia, trans mituje informację kwantową w próżni pomiędzy aktami emisji i absorpcji. Potencjał technologii KFS wynika z możliwości realiza cji na kubicie/kudicie fotonowym wszystkich operacji kwantowych metodami optyki liniowej. Te operacje obejmują operacje na kubi cie w domenach czasu, częstotliwości i przestrzeni, oraz realizację kwantowej logiki bramkowej. Możliwa jest korekcja błędów kwan towych, określanie jakości fotonów, nierozróżnialności, dystrybucja i destylacja splątania. Hybrydowe, pod względem materiałowym, systemy KFS, składające się z połączonych kwantowo FUS posia dają potencjał realizacji uniwersalnych komputerów i sieci kwan towych. Artykuł jest częścią cyklu związanego z wykładami dla doktorantów na temat Kwantowych Technologii Informacyjnych i Biofotoniki Kwantowej.

3

Kwantowa Alicja i Bob

Romaniuk Ryszard

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2022

|

Vol. 63, Nr 1

16--24

PL

Nierozdzielne obiekty, zmienne metasyntaktyczne Alicja i Bob, razem ze swoim szerszym towarzystwem, wchodzą ze świata klasycznego w świat kwantowy. Muszą zauważać, że między tymi światami jest duża różnica, ale są i podobieństwa. Aliasy (vel) są antropomorfizacją urządzeń bądź oprogramowania wykonującego odpowiednie czynności niezbędne do realizacji, najczęściej bezpiecznej, komunikacji i obliczeń w systemach ICT i sieciach. Aliasy te dla archetypów w kryptologii zostały poczęte przez twórców asymetrycznego algorytmu kryptograficznego RSA z kluczem publicznym w roku 1978. Od tego historycznego momentu Alicja i Bob znacznie dojrzeli wraz ze znacznym rozwojem technologii. Mimo takiego rozwoju, algorytm RSA, wykorzystujący trudność faktoryzacji dużych liczb złożonych, jest nadal najpopularniejszy w kryptografii. Jakie więc specjalne przywileje dostają Alicja i Bob w świecie kryptografii i komputingu kwantowego, skoro już obecnie pracuje się nad rozwojem kryptografii i bezpieczeństwa post-kwantowego? Czy Alicja i Bob mają się czego bać? Kwantowy probabilistyczny algorytm Petera Shora umożliwia faktoryzację złożonej liczby naturalnej N w czasie wielomianowym O[(logN)3] przy wykorzystaniu pamięci O(log N). Nieznany jest klasyczny algorytm faktoryzujący liczbę N w czasie logarytmicznym O[(logN)k] dla żadnego k. Układy kwantowe do realizacji algorytmu Shora są optymalizowane pod względem użycia pamięci i czasu działania w kierunku zwiększenia wydajności obliczeniowej. Postęp w dziedzinie optymalizowanych symulacyjnie architektur procesorów kwantowych wymaga jeszcze dość trudnego obecnie przełożenia na praktykę. Alicja i Bob pozostają nadal znacznie bezpieczniejsi w świecie klasycznym. Na jak długo?

EN

Inseparable metasyntactic objects, variables Alice and Bob, together with their wider companionship, enter the quantum world from the classical world. They must notice that there is a big difference between these worlds, but there are also similarities. Aliases (vel) are anthropomorphising of devices or software that perform appropriate activities necessary to implement the most often secure communication and calculations in ICT systems and networks. These aliases for archetypes in cryptology were conceived by the creators of the RSA public key asymmetric cryptographic algorithm in 1978. From this historic point in time, Alice and Bob have matured significantly with the advancement of technology. Despite this development, the RSA algorithm, which uses the difficulty of factorization of large complex numbers, is still the most popular in cryptography. So, what special privileges do Alice and Bob get in the world of cryptography and quantum computing, as researchers are already working on the development of post-quantum cryptography and security? Do Alice and Bob have anything to be afraid of? Peter Shor’s quantum probabilistic algorithm enables the factorization of a complex natural number N over polynomial time O [(logN)3] using the O (log N) memory. The classical algorithm factorizing the number N in logarithmic time O [(logN) k] for any k is unknown. Quantum systems for the Shor’s algorithm implementation are optimized in terms of memory use and operating time towards increasing computational efficiency. Progress in the field of simulation- optimized quantum processor architectures still needs to be put into practice, which is quite difficult at present. Alice and Bob remain today much safer in the classical world. For how long?

4

Nadprzewodnikowy detektor pojedynczych fotonów z NbN sprzęgnięty ze światłowodem

Słysz W., Węgrzecki M., Bar J., Grabiec P., Gol'tsman G. N., Verevkin A., Sobolewski R.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2005

|

Vol. 46, nr 6

51-52

PL

Opisano nowe nadprzewodnikowe detektory pojedynczych fotonów wytworzonych na bazie ultracienkich (3... 10 žm) warstw NbN. Są one projektowane pod kątem zastosowań w układach światłowodowej komunikacji kwantowej (lambda = 1,3 žm 11,55 žm). Detektory przeznaczone do współpracy ze światłowodami mają specjalną mikromechaniczną konstrukcję zintegrowaną ze strukturą NbN, która zapewnia sprawne i mechanicznie stabilne sprzężenie włókna światłowodowego do struktury detektora. Charakteryzują się dużą szybkością zliczania impulsów przy wysokiej sprawności kwantowej i bardzo niskim poziomie zliczeń ciemnych.

EN

We present novel superconducting single-photon detectors (SSPDs), based on ultrathin NbN films, designed for fiber-based quantum communications (lambda = 1.3 žm and 1.55 žm). For fiber-based operation, our SSPDs contain a special micromechanical construction integrated with the NbN structure, which enables efficient and mechanically very stabile fiber coupling. The detectors combine GHz counting rate, high quantum efficiency and very low level of dark counts. At 1.3 - 1.55 žm wavelength range our detector exhibits a quantum efficiency up to 10%.