sibsutisВестник СибГУТИThe Herald of the Siberian State University of Telecommunications and Information Science1998-6920СибГУТИsibsutis-536Research ArticleСтатьиКвантовая криптография как перспективный метод абсолютно защищенной передачи данных для новых поколений РЛСQuantum cryptography as the promising method data transmission absolutely secure for new generations radarsРябцевИ. И.RyabtsevI. I.yabtsev@isp.nsc.ruКурочкинА. В.KurochkinV. L.noemail@neicon.ruЗверевА. В.ZverevA. V.noemail@neicon.ruТретьяковД. Б.TretyakovD. B.noemail@neicon.ruЭнтинВ. М.EntinV. M.noemail@neicon.ruЧеревкоА. Г.CherevkoA. G.cherevko@mail.ruНеизвестныйИ. Г.NeizvestnyI. G.neizv@isp.nsc.ruИнститут физики полупроводников им. А. В. Ржанова СО РАН; Новосибирский государственный университет; Сибирский государственный университет телекоммуникаций и информатикиRussian FederationИнститут физики полупроводников им. А. В. Ржанова СО РАНRussian FederationСибГУТИRussian FederationРАНRussian Federation2015261020220299107Copyright © Рябцев И.И., Курочкин А.В., Зверев А.В., Третьяков Д.Б., Энтин В.М., Черевко А.Г., Неизвестный И.Г., 20222022Рябцев И.И., Курочкин А.В., Зверев А.В., Третьяков Д.Б., Энтин В.М., Черевко А.Г., Неизвестный И.Г.Ryabtsev I.I., Kurochkin V.L., Zverev A.V., Tretyakov D.B., Entin V.M., Cherevko A.G., Neizvestny I.G.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestnik.sibsutis.ru/jour/article/view/536

В статье представлен краткий обзор экспериментальных исследований в области квантовой криптографии и передачи данных одиночными фотонами. Приводится описание двух экспериментальных установок, предназначенных для генерации однофотонного квантового ключа в атмосферном и оптоволоконном квантовых каналах связи, а также результаты экспериментов по генерации квантового ключа.

This paper presents a brief review of experimental studies in the field of quantum cryptography and data transmission by single photons. A description of two experimental setups intended for quantum key distribution in atmospheric and fiber-optic quantum channels as well as for the experimental results on quantum key distribution is considered.

квантовая криптографияодиночные фотоныпередача данныхquantum cryptographysingle photonsdata transmissionReferencesGisin N., Ribordy G., Titlel W. et al. Quantum cryptography // Rev. Mod. Phys. 2002. V. 74. P. 145.Gisin N., Ribordy G., Titlel W. et al. Quantum cryptography // Rev. Mod. Phys. 2002. V. 74. P. 145.И.И.Рябцев, И.И.Бетеров, Д.Б.Третьяков, В.М.Энтин, В.Л.Курочкин, А.В.Зверев, И.Г.Неизвестный Экспериментальная квантовая информатика с одиночными атомами и фотонами // Вестник РАН. 2013. Т. 83. №7. С. 606.И.И.Рябцев, И.И.Бетеров, Д.Б.Третьяков, В.М.Энтин, В.Л.Курочкин, А.В.Зверев, И.Г.Неизвестный Экспериментальная квантовая информатика с одиночными атомами и фотонами // Вестник РАН. 2013. Т. 83. №7. С. 606.Shannon C.E. Communication Theory of Secret Systems // Bell Syst. Tech. Jour. 1949. V. 28. P. 658.Shannon C.E. Communication Theory of Secret Systems // Bell Syst. Tech. Jour. 1949. V. 28. P. 658.Bennet C.H. Quantum Cryptography Using any Two Nonorthogonal States // Phys. Rev. Lett. 1992. V.68. P. 3121.Bennet C.H. Quantum Cryptography Using any Two Nonorthogonal States // Phys. Rev. Lett. 1992. V.68. P. 3121.Wooters W.K., Zurek W.H. A single quantum cannot be cloned // Nature. 1982. V. 299. P. 802.Wooters W.K., Zurek W.H. A single quantum cannot be cloned // Nature. 1982. V. 299. P. 802.Bennet C.H. Brassard G. Quantum cryptography: public key distribution and coin tossing // Proc. of IEEE Inter. Conf. on Comput. Sys. and Sign. Proces. Bangalore. India. December 1984. P. 175.Bennet C.H. Brassard G. Quantum cryptography: public key distribution and coin tossing // Proc. of IEEE Inter. Conf. on Comput. Sys. and Sign. Proces. Bangalore. India. December 1984. P. 175.Bennet C.H. Bessette F. Brassard G. et.al. Experimental quantum cryptography // J. Cryptology. 1992. V. 5. P. 3.Bennet C.H. Bessette F. Brassard G. et.al. Experimental quantum cryptography // J. Cryptology. 1992. V. 5. P. 3.Kurtsiefer C., Zarda P., Halder M. et.al. Quantum cryptography: A step towards global key distribution // Nature. 2002. V. 419. P. 450.Kurtsiefer C., Zarda P., Halder M. et.al. Quantum cryptography: A step towards global key distribution // Nature. 2002. V. 419. P. 450.Rarity J.G., Tapster P.M., Gorman P.M., Knight P. Ground to Satellite Secure Key Exchange Using Quantum Cryptography // New J. Phys. 2002. V. 4. P. 82.Rarity J.G., Tapster P.M., Gorman P.M., Knight P. Ground to Satellite Secure Key Exchange Using Quantum Cryptography // New J. Phys. 2002. V. 4. P. 82.Rarity J.G., Tapster P.R., Gorman P.M. Secure free-space key exchange to 1.9 km and beyond // J. Mod. Opt. 2001.V. 48. P. 1887.Rarity J.G., Tapster P.R., Gorman P.M. Secure free-space key exchange to 1.9 km and beyond // J. Mod. Opt. 2001.V. 48. P. 1887.Hughes R.J., Nordholt J.E., Derkacs D., Peterson C.G. Practical free-space quantum key distribution over 10 km in daylight and at night // New J. Phys. 2002. V. 4. P. 43.Hughes R.J., Nordholt J.E., Derkacs D., Peterson C.G. Practical free-space quantum key distribution over 10 km in daylight and at night // New J. Phys. 2002. V. 4. P. 43.Ekert A.K. Quantum Cryptography Based on Bell's Theorem // Phys. Rev. Lett. 1991. V. 67. P. 661.Ekert A.K. Quantum Cryptography Based on Bell's Theorem // Phys. Rev. Lett. 1991. V. 67. P. 661.Peng C., Yang T., Bao X. et al. Experimental Free-Space Distribution of Entangled Photon Pairs Over 13 km: Towards Satellite-Based Global Quantum Communication // Phys. Rev. Lett. 2005.V. 94. P. 150501.Peng C., Yang T., Bao X. et al. Experimental Free-Space Distribution of Entangled Photon Pairs Over 13 km: Towards Satellite-Based Global Quantum Communication // Phys. Rev. Lett. 2005.V. 94. P. 150501.Ursin R, Tiefenbacher F., Schmitt-Manderbach T. et al. Entanglement based quantum communication over 144 km // Nature Physics. 2007. V. 3. P. 481.Ursin R, Tiefenbacher F., Schmitt-Manderbach T. et al. Entanglement based quantum communication over 144 km // Nature Physics. 2007. V. 3. P. 481.Villoresi P., Jennewein T., Tamburini F. et al. Experimental verification of the feasibility of a quantum channel between space and earth // New J. Phys. 2008. V. 10. P. 033038.Villoresi P., Jennewein T., Tamburini F. et al. Experimental verification of the feasibility of a quantum channel between space and earth // New J. Phys. 2008. V. 10. P. 033038.Курочкин В.Л., Рябцев И.И., Неизвестный И.Г. Генерация квантового ключа на основе кодирования поляризационных состояний фотонов // Оптика и спектроскопия. 2004. Т. 96. С. 772.Курочкин В.Л., Рябцев И.И., Неизвестный И.Г. Генерация квантового ключа на основе кодирования поляризационных состояний фотонов // Оптика и спектроскопия. 2004. Т. 96. С. 772.Курочкин В.Л., Рябцев И.И., Неизвестный И.Г. Квантовая криптография и генерация квантового ключа с использованием одиночных фотонов // Микроэлектроника. 2006. Т. 35. С. 41.Курочкин В.Л., Рябцев И.И., Неизвестный И.Г. Квантовая криптография и генерация квантового ключа с использованием одиночных фотонов // Микроэлектроника. 2006. Т. 35. С. 41.A.V.Kolyako, I.G.Neizvestny and V.L.Kurochkin Investigation the bit rate of quantum key using Si single photon detectors // Journal of Physics: Conference Series. 2014. V. 541. P. 012046.A.V.Kolyako, I.G.Neizvestny and V.L.Kurochkin Investigation the bit rate of quantum key using Si single photon detectors // Journal of Physics: Conference Series. 2014. V. 541. P. 012046.Muller A., Breguet J., and Gisin N. Experimental demonstration of quantum cryptography using polarized photons in optical fibre over more than 1 km // Europhys. Lett. 1993. V. 23. N. 6. P.383.Muller A., Breguet J., and Gisin N. Experimental demonstration of quantum cryptography using polarized photons in optical fibre over more than 1 km // Europhys. Lett. 1993. V. 23. N. 6. P.383.Trifonov A., Subacius D., Berzanskis A., Zavriev A. Single photon counting at telecom wavelength and quantum key distribution // J. Mod. Opt. 2004. V. 51. P. 1399.Trifonov A., Subacius D., Berzanskis A., Zavriev A. Single photon counting at telecom wavelength and quantum key distribution // J. Mod. Opt. 2004. V. 51. P. 1399.Курочкин В.Л., Зверев А.В., Курочкин Ю.В., Рябцев И.И., Неизвестный И.Г. Применение детекторов одиночных фотонов для генерации квантового ключа в экспериментальной оптоволоконной системе связи // Автометрия. 2009. Т. 45. С. 110.Курочкин В.Л., Зверев А.В., Курочкин Ю.В., Рябцев И.И., Неизвестный И.Г. Применение детекторов одиночных фотонов для генерации квантового ключа в экспериментальной оптоволоконной системе связи // Автометрия. 2009. Т. 45. С. 110.Ю.В.Курочкин, В.Л.Курочкин Детекторы одиночных фотонов на основе лавинных фотодиодов // Известия вузов: Физика. 2011. Т. 54. № 2. С. 202.Ю.В.Курочкин, В.Л.Курочкин Детекторы одиночных фотонов на основе лавинных фотодиодов // Известия вузов: Физика. 2011. Т. 54. № 2. С. 202.G.K.Krivyakin, A.S.Pleshkov, A.V.Zverev, I.I.Ryabtsev and V.L.Kurochkin Noise reduction methods of single photon detector based on InGaAs/InP avalanche photodiodes // Journal of Physics: Conference Series. 2014. V. 541. P. 012050.G.K.Krivyakin, A.S.Pleshkov, A.V.Zverev, I.I.Ryabtsev and V.L.Kurochkin Noise reduction methods of single photon detector based on InGaAs/InP avalanche photodiodes // Journal of Physics: Conference Series. 2014. V. 541. P. 012050.Muller A., Zbinden H., Gisin N. Quantum cryptography over 23 km in installed under-lake telecom fibre // Europhys. Lett. 1996.V. 33. P.335.Muller A., Zbinden H., Gisin N. Quantum cryptography over 23 km in installed under-lake telecom fibre // Europhys. Lett. 1996.V. 33. P.335.Peng C., Zhang Jun, Yang Dong et al. Experimental Long-Distance Decoy-State Quantum Key Distribution Based on Polarization Encoding // Phys. Rev. Lett. 2007. V. 98. P.010505.Peng C., Zhang Jun, Yang Dong et al. Experimental Long-Distance Decoy-State Quantum Key Distribution Based on Polarization Encoding // Phys. Rev. Lett. 2007. V. 98. P.010505.Merolla J.-M., Mazurenko Y., Goedgebuer J.P., Rhodes W.T. Single-photon interference in sidebands of phase-modulated light for quantum cryptography // Phys. Rev. Lett. 1999. V. 82. P.1656.Merolla J.-M., Mazurenko Y., Goedgebuer J.P., Rhodes W.T. Single-photon interference in sidebands of phase-modulated light for quantum cryptography // Phys. Rev. Lett. 1999. V. 82. P.1656.Boucher W., Debuisschert T. Experimental implementation of time-coding quantum key distribution // Phys. Rev. A. 2005. V. 72. P. 062325.Boucher W., Debuisschert T. Experimental implementation of time-coding quantum key distribution // Phys. Rev. A. 2005. V. 72. P. 062325.Kosaka H., Tomita A., Nambu Y. et.al. Single-photon interference experiment over 100 km for quantum cryptography system using balanced gated-mode photon detector // Electron. Lett. 2003. V. 39. P. 1119.Kosaka H., Tomita A., Nambu Y. et.al. Single-photon interference experiment over 100 km for quantum cryptography system using balanced gated-mode photon detector // Electron. Lett. 2003. V. 39. P. 1119.Takesue H., Nam S.W., Zhang Q., et al. Quantum key distribution over a 40-dB channel loss using superconducting single-photon detectors // Nature Photonics. 2007. V. 1. P. 343.Takesue H., Nam S.W., Zhang Q., et al. Quantum key distribution over a 40-dB channel loss using superconducting single-photon detectors // Nature Photonics. 2007. V. 1. P. 343.Stucki D., Gisin N., Guinnard O., Ribordy G., and Zbinden H. Quantum key distribution over 67 km with a plug&play system // New J. Phys. 2002. V. 4. P. 41.Stucki D., Gisin N., Guinnard O., Ribordy G., and Zbinden H. Quantum key distribution over 67 km with a plug&play system // New J. Phys. 2002. V. 4. P. 41.Курочкин В.Л., Зверев А.В., Курочкин Ю.В., Рябцев И.И., Неизвестный И.Г. Экспериментальные исследования в области квантовой криптографии // Микроэлектроника. 2011. Т. 40. С. 264.Курочкин В.Л., Зверев А.В., Курочкин Ю.В., Рябцев И.И., Неизвестный И.Г. Экспериментальные исследования в области квантовой криптографии // Микроэлектроника. 2011. Т. 40. С. 264.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.