Mise en oeuvre et évaluation de dispositifs de cryptographie quantique à longueur d'onde télécom

par Simon Fossier

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Rosa Tualle-Brouri.


  • Résumé

    La cryptographie quantique permet la distribution d’une clé de cryptage partagée entre deux interlocuteurs distants, tout en assurant la sécurité inconditionnelle de cette distribution grâce aux lois de la physique quantique et de la théorie de l’information. Nous avons réalisé un démonstrateur complet de cryptographie quantique, fondé sur un protocole pour lequel l’information est codée sur des variables continues de la lumière, à savoir les quadratures du champ électromagnétique Le système est exclusivement constitué de composants standard de l’industrie des télécommunications, qui permettent à Alice de ge��nérer les états cohérents de la lumière puis de les moduler, et à Bob de mesurer ces états grâce à une détection homodyne fonctionnant en régime impulsionnel et limité par le bruit de photon. Nous avons par ailleurs développé un logiciel complet de gestion de la distribution de clé, qui assure d’une part le bon fonctionnement de la transmission quantique et les rétrocontrôles nécessaires pour la stabilité de celle-ci, et qui permet d’autre part l’extraction d’une clé secrète à partir des données partagées après la transmission quantique. Le système a été intégré dans des boitiers rackables, afin d’effectuer une démonstration en vraie de grandeur dans le cadre d’un réseau de cryptographie quantique, mis en place sur des fibres installées dans la ville d Vienne (Autriche). Lors de cette démonstration, notre système a fonctionné en continu pendant 57 heures, à un taux moyen de 8kbit/s. Enfin, nous avons exploré différentes possibilités d’amélioration du système, à travers un nouveau protocole de cryptologie et l’utilisation d’amplificateurs optiques.

  • Titre traduit

    Implementation and evaluation of quantum key distribution devices at telecom wavelength


  • Résumé

    Quantum Key Distribution (QKD) is defined as the distribution of a common secret key between two distant parties, the unconditionnal security of this distribution being ensured by the laws of quantum physics and informations theroy. We have designed a complete QKD demonstrator, based on protocol in which information is encoded on continous variables of light, namely the quadratures of the electromagnetic field. The system is entirely composed of standard components from the telecommunication industry, allowing Alice, to generate the required coherent states of light and to modulate them, and Bob to measure these states using a pulsed, shot-noise limited homodyne detector. Moreover, we have developed a set of software which manages the entire key distribution process ; on the one hand, the quantum transmission and the feed-back controls required for a correct stability ; on the other hand, the extraction of secret keys from the data shared after the transmission. The system has been integrated in rack cases, so as to perform a true-scale demonstration within a OKD network, which was deployed on standard fibers installed in Vienna (Austria). During this demonstration, our systems has operated continuously for 57 hours, with an average key rate of 8 kbit/s. Finally, we have explored various possibilities of improvement for the system, through a new QKD protocol and the use of optical amplifiers.

Consulter en bibliothèque

La version de soutenance existe sous forme papier

Informations

  • Détails : 1 vol. (209 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 203-209

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université Paris-Sud (Orsay, Essonne). Service Commun de la Documentation. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 0g ORSAY(2009)188
Voir dans le Sudoc, catalogue collectif des bibliothèques de l'enseignement supérieur et de la recherche.