Předmět Kvantové komunikace a zpracování informace (KKZI)

Na serveru studentino.cz naleznete nejrůznější studijní materiály: zápisky z přednášek nebo cvičení, vzorové testy, seminární práce, domácí úkoly a další z předmětu KKZI - Kvantové komunikace a zpracování informace, Vysoká škola báňská - Technická univerzita Ostrava (VŠB-TU).

Materiál	Typ	Datum	Počet stažení

Cíl

Rozumět kvantovým optickým komunikacím a jejich odlišnostem od vláknových optických komunikací.Učební výstupy jsou stanoveny tak, aby studenti byli schopni identifikovat, aplikovat a řešit úlohy z oblasti kvantovékomunikace a zpracování informace

Osnova

1. Klasické koherentní optické komunikace • Amplitudová a fázová modulace laserového záření • Heterodynní a homodynní optický příjímač• Vliv přenosového kanálu na koherentní komunikace • Koherentní systémy využívající PSK, DPSK, ASK, FSK modulace • Vlivy přenosového kanálu na koherentní komunikace• Srovnání koherentních a nekoherentních optických komunikací2. Kvantové stavy světla pro komunikační účely• Kvantový šum světla• Koherentní stavy světla a jejich detekce • Šíření koherentních stavů v komunikačním kanálu• Stlačené stavy světla, jejich generace, šíření a detekce • Jednofotonové stavy světla, jejich generace, šíření a detekce• Kvantové bity a kvantové spojité (analogové) signály3. Kvantová komunikace s koherentním laserovým zářením a homodynní detekcí • Principiální schéma kvantové distribuce klíče s homodynním detektorem• Výpočet bezpečnosti • Protokol robustní vůči ztrátám, vliv elektronického šumu detektoru, šumu laseru a šumu v přenosovém kanálu.• Protokoly se stlačenými a provázanými stavy světla• Kvantová teleportace, kvantové opakovače a kvantové sítě • Experimentální realizace 4. Kvantová komunikace s jednotlivými fotony a slabými koherentními stavy• Principiální schéma kvantové distribuce klíče s jednofotonovým detektorem• Výpočet bezpečnosti • Robustnost vůči ztrátám, vliv elektronického šumu detektoru, šumu laseru a šumu v přenosovém kanálu.• Protokoly s provázanými stavy, test Bellových nerovností• Kvantová teleportace, kvantové opakovače a kvantové sítě • Experimentální realizace 5. Exkurse na katedře optiky a optoelektroniky PřF UP Olomouc (experimentální pracoviště kvantové komunikace azpracování informace) • experimentální realizace přípravy jednofotonových stavů • experimentální realizace detekce jednofotonových stavů • experimentální realizace homodynní detekce• přenos jednotlivých fotonů optickými vlákny • interference jednotlivých fotonů • provázané stavy jednotlivých fotonů pro kvantovou komunikaci • experimenty demonstrující kvantový přenos a zpracování Cvičení:Předmět má pouze teoretická cvičení a 2 exkurze spojené s ukázkami experimentů

Literatura

S. Betti, G. Demarchis, E. Innone, Coherent Optical Communications Systéme, J. Wiley & Sons, 1995.G.P. Agrawal, Fiber-Optic Communication Systems, J. Wiley & Sons, 2002. H.-A. Bachor, T. C. Ralph, A Guide to Experiments in Quantum Optics, J. Wiley & Sons, 2004.E. Desurvire, Classical and Quantum Information Theory: An Introduction for the Telecom Scientist, Cambridge UniversityPress, 2009.

Požadavky

Žádné

Garant

prof. RNDr. Vladimír Vašinek, CSc.

Vyučující

prof. RNDr. Vladimír Vašinek, CSc.