Экспериментально исследована работа созданной нами атмосферной установки для генерации квантового ключа, использующей протокол квантовой криптографии BB84 и поляризационное кодирование. Скорость генерации «просеянного» квантового ключа и уровень ошибочных битов в нём оставались постоянными в течение 1 ч и равнялись 7558 ± 83 бит/с и 5 , 1 ± 0 , 84 % соответственно при расстоянии между передатчиком и приёмником 20 м. Для приведённых параметров установки рассчитан минимально возможный коэффициент пропускания квантового канала, обеспечивающий секретность квантового ключа. The operation of our atmospheric quantum cryptography setup using the BB84 protocol and polarization coding has been investigated experimentally. The "sifted" quantum key distribution rate and the quantum bit error rate in the key remain constant for 1 hour and are equal to 7558±83 bit/s and 5.1±0.84%, respectively, at a distance of 20 m between the transmitter and receiver. The minimum possible transmittance of a quantum channel is calculated for these parameters of our setup.

Для практической реализации квантовых коммуникаций требуются высокоэффективные детекторы одиночных фотонов. Оптимальным выбором являются полупроводниковые лавинные фотодиоды (ЛФД), работающие в гейгеровском режиме. В докладе обсуждается необходимость создания российских ЛФД для квантовых систем связи.

В данной работе представлены экспериментальные результаты, демонстрирующие долговременную стабильность работы нашей установки, которая генерирует квантовый ключ по протоколу BB84 с помощью поляризационного кодирования. Показано, что скорость генерации «просеянного» квантового ключа и уровень ошибочных битов в ключе оставались постоянными в течение 1 часа и равнялись 10 кбит/с и 6.5% (см. Рис.1), соответственно, при расстоянии между передатчиком и приемником, равном 20 см [2]. Приведены теоретические зависимости скорости генерации секретного квантового ключа от коэффициента пропускания квантового канала для детекторов одиночных фотонов, которые использовались в данном эксперименте, и новых детекторов с эффективностью регистрации 48% и частотой темновых импульсов 180 Гц.

Современное состояние экспериментальных исследований по применению одиночных нейтральных атомов, захваченных в оптические ловушки, в качестве кубитов квантового компьютера, и применению одиночных фотонов для передачи информации – тема публикуемой статьи. Авторы приводят результаты экспериментов по наблюдению взаимодействия двух ридберговских атомов, а также рассматривают опыты в области квантовой криптографии и передачи данных одиночными фотонами.

Дается краткий обзор современного состояния исследований по применению одиночных нейтральных атомов, захваченных в оптические ловушки, в качестве кубитов квантового компьютера. Обсуждается специфика кубитов на основе холодных атомов и выполнение квантовых логических операций посредством диполь-дипольного взаимодействия при кратковременном лазерном возбуждении атомов в ридберговские состояния. Приводятся результаты последних экспериментов по наблюдению диполь-дипольного взаимодействия двух ридберговских атомов и получению перепутанных состояний атомов в основном состоянии.