Dissertação

Orbital Angular Momentum and Polarization in a BB84 Protocol EVALUATED

O rápido progresso da investigação relacionada com computação quântica ameaça tornar obsoletos os actuais algoritmos de encriptação usados em comunicações. Novos protocolos de encriptação, baseados nas leis da mecânica quântica, são a solução para garantir o sigilo na transmissão de informação. Estes protocolos baseiam-se na capacidade de gerar fotões únicos e manipular as suas propriedades quânticas, como o momento orbital angular e polarização, e assim atribuir um valor lógico a estas. Ambas as propriedades e uma solução para as implementar num protocol quântico BB84 são estudadas neste trabalho. O momento orbital angular é implementado com um modulador de luz espacial e é estudado experimentalmente se o atraso de fase gerado num feixe Gaussiano por este dispositivo é suficiente para utilizar o momento orbital angular gerado como um bit quântico. O sistema é também simulado como forma de controlo e validação da experiência e resultados obtidos. A manipulação da polarização é conseguida com elementos ópticos. Para gerar fotões únicos, o processo de conversão paramétrica espontânea é implementado. A hipótese de utilização do momento orbital angular como bit quântico é descartada e a implementação do processo de conversão paramétrica espontânea não é bem sucedida. É deixada uma explicação detalhada sobre os problemas encontrados ao longo do trabalho e possíveis soluções para os resolver. Entender os desafios e limitações de gerar luz com momento orbital angular, gerar fotões únicos e implementar este protocolo é de extrema importância para no futuro se conseguir integrar com sucesso as comunicações quânticas na sociedade.
Momento Orbital Angular (MAO), Modulador de luz espacial, Laguerre-Gaussiano, Conversão paramétrica espontânea, Cristal BBO, Protocolo BB84

Novembro 29, 2019, 9:0

Documentos da dissertação ainda não disponíveis publicamente

Orientação

ORIENTADOR

Paulo Sérgio De Brito André

Instituto de Telecomunicações e DEEC/IST

Professor Catedratico

ORIENTADOR

João Carlos Carvalho de Sá Seixas

Departamento de Física (DF)

Professor Associado