Information rate in quantum communication channel with depolarization at characters encoding with orthogonal quantum states

Authors

  • Евгений Викторович Василиу Одесская национальная академия связи им. А.С. Попова
  • Иван Романович Гулаков Учреждение образования «Высший государственный колледж связи»
  • Андрей Олегович Зеневич Учреждение образования «Высший государственный колледж связи»
  • Александр Михалович Тимофеев Учреждение образования «Высший государственный колледж связи»
  • Сергей Валентинович Николаенко Одесская национальная академия связи им. А.С. Попова

DOI:

https://doi.org/10.18372/2225-5036.19.4881

Keywords:

quantum communication channel, depolarization, channel throughput, a photon counter

Abstract

A mathematical model of the quantum communication channel with photon depolarization at binary characters encoding with orthogonal quantum states has been built. The formulae for both beamguide throughput calculation and the communication channel containing a beamguide and the photon counter have been obtained. On the basis of the conducted mathematical modeling it has been established that data throughput depends on depolarization probability and the beam guide length for a quantum communication channel with depolarization. As a result of experimental investigations it has been defined that the data throughput of quantum communication channel depends on the avalanche photodetector supply voltage of the photon counter.

Author Biographies

Евгений Викторович Василиу, Одесская национальная академия связи им. А.С. Попова

Год и место рождения: 1966, Ялта, Крым, Украина.

Образование: Одесский государственный университет имени И. И. Мечникова, 1990.

Должность: директор Учебно-научного института «Радио, телевидения, электроники» с 2013 года.

Научные интересы: квантовая криптография, квантовые протоколы распределения ключей, квантовые протоколы прямой безопасной связи, помехоустойчивое кодирование для протоколов квантовой криптографии, квантовая стеганография.

Публикации: более 100 научных публикаций, среди которых 3 монографии, научные статьи, материалы конференций, патенты.

Иван Романович Гулаков, Учреждение образования «Высший государственный колледж связи»

Год и место рождения: 1946, д. Костеничи, Мглинский р-н, Брянской обл., Российская Федерация.

Образование: Учреждение образования «Высший государственный колледж связи».

Должность: профессор кафедры математики и физики  с 2006 года.

Научные интересы: фотоэлектронные процессы в фотоприемниках при одноквантовой регистрации, методы и техника регистрации сверхслабых оптических потоков.

Публикации: больше 150 научных публикаций, среди которых монографии, учебные пособия, научные статьи, патенты на изобретения.

Андрей Олегович Зеневич, Учреждение образования «Высший государственный колледж связи»

Год и место рождения: 1969, г. Минск, Республика Беларусь.

Образование: Учреждение образования «Высший государственный колледж связи».

Должность: ректор с 2009 года.

Научные интересы: фотоэлектронные процессы в фотоприемниках при одноквантовой регистрации, методы и техника регистрации сверхслабых оптических потоков.

Публикации: больше 70 научных публикаций, среди которых монография, учебные пособия, научные статьи, патенты на изобретения.

Александр Михалович Тимофеев, Учреждение образования «Высший государственный колледж связи»

Год и место рождения: 1986, пос. Осиновка, г. Брастк, Иркутская обл., Российская Федерация.

Образование: Учреждение образования «Высший государственный колледж связи».

Должность: преподаватель с 2009 года.

Научные интересы: фотоэлектронные процессы в фотоприемниках при одноквантовой регистрации, методы и техника регистрации сверхслабых оптических потоков.

Публикации: больше 20 научных публикаций, среди которых научные статьи, патенты на изобретения.

Сергей Валентинович Николаенко, Одесская национальная академия связи им. А.С. Попова

Год и место рождения: 1983, Одесса, Украина

Образование: Одесская национальная академия связи им А.С. Попов, 2005

Должность: преподаватель кафедры информационных технологий с 2005 года.

Научные интересы: квантовая криптография, квантовые протоколы прямой безопасной связи, web-программирование, функциональное программирование.

Публикации: более 30 научных публикаций, среди которых монография, научные статьи, материалы конференций, патенты.

References

Ostermeyer, M. On the implementation of a deterministic secure coding protocol using polarization entangled photons / M. Ostermeyer, N. Walenta // Optics Communications. – 2008. – V. 281, issue 17. – P. 4540–4544.

Василиу, Е.В. Стойкость пинг-понг протокола с триплетами Гринбергера – Хорна – Цайлингера к атаке с использованием вспомогательных квантовых систем / Е.В. Василиу // Информатика: Объединенный институт проблем информатики НАН Беларуси. – 2009. – № 1 (21). – С. 117–128.

Килин, С.Я. Квантовая криптография: идеи и практика / С.Я. Килин; под ред.
С.Я. Килин, Д.Б. Хорошко, А.П. Низовцев. – Минск: Белорус.наука, 2007. – 391 с.

Клюев, Л.Л. Теория электрической связи: учебник / Л.Л. Клюев. – Минск: Техноперспектива, 2008. – 423 с.

Панфилов, И.П. Теория электрической связи: учебник для вузов / И.П. Панфилов, В.Е. Дырда. – М.: Радио и связь, 1991. – 344 с.

Алексеева, Т.В. Учебное пособие по курсу «Теория электрической связи» /
Т.В. Алексеева, Н.В. Добаткина. – М.: Московский институт связи, 1991. – 58 с.

Тарасов, Л.В. Основы квантовой механики / Л.В. Тарасов. – М.: Высшая школа,
1978. – 288 с.

Нильсен, М. Квантовые вычисления и квантовая информация / Нильсен М., Чанг И. – М.: Мир, 2006. – 824 с.

Дмитриев, А.Л. Оптические системы передачи информации. Учебное пособие. – СПб: СПбГУИТМО, 2007. – 96 с.

Bennett C.H. Capacities of Quantum Erasure Channels / C.H. Bennett, D.P. DiVincenzo, J.A. Smolin // Physical Review Letters. – 1997. – V. 78, issue 16. – P. 3217 – 3220.

Пропускная способность оптического канала связи при передаче сообщения отдельными фотонами / А.О. Зеневич [и др.] // Электросвязь. – 2010. – № 10. – С. 14–16.

Downloads

Published

2013-10-24

Issue

Vol. 19 No. 2 (2013)

Section

Network & Internet Security