ارائه و شبیه‌سازی یک طرح کارآمد برای توزیع کلید کوانتومی محیطی در فیبر نوری به طول بالاتر از 150 کیلومتر

نویسندگان

1 استادیار،دانشگاه صنعتی مالک اشتر شاهین شهر،شاهین شهر، ایران

doi
چکیده

مسئله دستیابی به نرخ کلید امن بالاتر و مسافت توزیع کلید طولانی‌تر، همواره دغدغه اصلی محققین در زمینه توزیع کلید کوانتومی (QKD) بوده است. به دلیل اتلاف حالت‌های کوانتومی، انجام QKD در فیبر نوری با نرخ کلید امن از مرتبه  و در مسافت­های بالاتر از  50 با چالش­های فراوانی روبرو است. در این مقاله، طراحی و شبیه‌سازی یک سامانه QKD کارآمد با استفاده از قطعات تمام فیبری ارائه‌شده است که قابلیت QKD با نرخ مطلوب تا مسافت  170 را دارد. این طرح، امکان QKD در فیبر نوری تک‌مد به طول  100، با نرخ خطای بیت کوانتومی (QBER) زیر 3%، نرخ کلید غربال‌شده  6 و نرخ کلید امن  6/4 را فراهم می‌کند. کلیه طراحی‌ها و شبیه‌سازی‌ها باملاحظه محدودیت‌های تجربی و با استفاده از پارامترهای فیزیکی هماهنگ با ادوات در دسترس انجام‌شده است، به‌گونه‌ای که در صورت پیاده‌سازی احتمالی سامانه، نتایج حاصل از این شبیه‌سازی‌‌ها به نتایج تجربی کاملاً نزدیک باشد. توسعه این طرح می‌تواند یک گزینه مناسب برای دستیابی به سامانه‌های QKD تجاری و صنعتی بومی باشد.