Estabilización activa de un interferómetro de fibra óptica para Comunicaciones Cuánticas con codificación en estados time-bin.

JULIÁN MORALES; MIGUEL A. LAROTONDA

Buenos Aires

Conferencia; 105 Reunión Anual de Física; 2020

Asociación Física Argentina

La Distribución Cuántica de Claves (QKD por sus siglas en inglés Quantum Key Distribution) tiene como objetivo proveer UNA solución al problema que plantea la obtención de una clave criptográfica segura y común entre dos partes que quieran establecer una comunicación confidencial. Actualmente, las fibras ópticas son el canal cuántico más práctico para demostrar protocolos de QKD en distancias intermedias (100 km). Una implementación robusta y de alta velocidad para fibra óptica consiste en codificar nuestros qubits utilizando pulsos ópticos tenues ubicados en modos temporales discretos de luz, y la fase relativa entre ellos (time-bin).El presente trabajo ataca un problema puntual de los sistemas de QKD en fibra óptica, que consiste en mantener una referencia de fase estable en interferómetros de fibra óptica, para preparar y medir estados cuánticos codificados en la fase relativa entre un par de pulsos coherentes atenuados.Se estabilizó un interferómetro con desbalance de 1.5m, sobre el cual se pudo visibilizar un patrón de interferencia correspondiente a pares de pulsos intensos separados por 7.25ns, disparados cada 100ns; este esquema puede ser adaptado para obtener un protocolo con luz tenue. Se ensayaron distintas combinaciones de regímenes de control y de emisión de datos, y finalmente se utilizó un método de maximización iterativa utilizando un microprocesador Arduino, que actúa cada 50ms y permite intercalar sesiones de transmisión de datos con codificación en la fase de los pulsos. Este mecanismo de estabilización con multiplexado temporal de las señales permitió llevar las fluctuaciones del patrón de interferencia por debajo del 5% durante los intervalos de transmisión de pulsos de datos.