Патенты автора Кулик Сергей Павлович (RU)
Изобретение относится к области квантовой оптики и квантовой информации и касается способа фильтрации накачки для источников квантовых состояний. Способ включает подачу на M входов N-канального интерферометра, характеризующегося передаточной матрицей U размером N на N, сгенерированных фотонов от M источников фотонов с остаточными сигналами когерентной накачки от, по крайней мере, одного источника лазерного излучения. Сигналы когерентной накачки при использовании непрерывного режима формируют с одинаковым частотным спектром и одинаковой поляризацией, а при использовании импульсного режима формируют импульсы когерентной накачки одинаковой формы поляризации и с совпадающими центральными частотами их спектра, которые подают на N-канальный интерферометр синхронно. Передаточная матрица U выполнена с возможностью фокусировки входных сигналов когерентной накачки, включая остаточные сигналы когерентной накачки от источников фотонов, по меньшей мере, в один выход, и вывода части фотонов от источников фотонов в оставшиеся выходы. Технический результат заключается в снижении потерь при фильтрации, обеспечении возможности фильтрации одним устройством фотонов, генерируемых множеством источников и возможности фильтрации излучения, когда поляризация излучения совпадает с поляризацией генерируемых фотонов. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 9 ил.
Изобретение относится к способам создания устройств, осуществляющих линейные преобразования электромагнитных сигналов между большим числом каналов. Изобретение может быть использовано в качестве элемента оптических вычислительных устройств, при реализации отдельных элементов коммуникационных и вычислительных сетей, обслуживающих большое число абонентов и вычислительных узлов; эти элементы и сети могут быть как классическими, так и квантовыми. Помимо этого, изобретение может быть использовано для создания устройств, осуществляющих анализ и синтез многомодовых электромагнитных полей. N-канальный линейный преобразователь электромагнитных сигналов включает N каналов, образованных N входами и N выходами линейного преобразователя и М каскадно соединенных модулей, где М≥N+1, предпочтительно М=2N, каждый из которых включает N входов модуля, N выходов модуля и двухканальные блоки преобразования, обеспечивающие преобразование сигналов из входов модуля в выходы модуля и расположенные параллельно внутри модуля, и включающие по одному статическому делителю, содержащему два входа делителя и два выхода делителя, и одному элементу сдвига фазы, расположенному на одном из входов или на одном из выходов статического делителя; входы первого модуля являются входами линейного преобразователя, выходы модуля М являются выходами линейного преобразователя; при этом в случае нечетного N в каждом слое содержится (N-l)/2 блоков преобразования, а также один свободный канал слоя, осуществляющий передачу сигнала из входа слоя в его соответствующий выход без преобразования и расположенный либо перед первым блоком преобразования, если в соседнем слое он располагался после последнего блока преобразования, либо после последнего блока преобразования, если в соседнем слое он расположен перед первым блоком преобразования; в случае четного N модули характеризуются чередующимся количеством блоков преобразования: в модуле содержится либо N/2 блоков преобразования, если в соседнем модуле содержится (N/2)-1 блоков преобразования, либо в модуле содержится (N/2)-1 блоков преобразования, если в соседнем модуле содержится N/2 блоков преобразования; при этом модуль, содержащий (N/2)-l блоков преобразования, также включает 2 свободных канала модуля, осуществляющих передачу сигнала из входа модуля в его соответствующий выход без преобразования, один из которых соединяет первый вход модуля с первым выходом модуля, а другой соединяет вход и выход последнего модуля; где статические делители для блоков преобразования выбраны произвольными с коэффициентом пропускания по мощности от 1/2 до 4/5, а элементы сдвига фазы выбраны с возможностью реализации линейного преобразования, заданного заранее с помощью определенной передаточной матрицы. Техническим результатом при реализации заявленного решения выступает уменьшение влияния ошибок, возникающих на этапе изготовления схем многоканальных линейных преобразователей, а также повышение числа каналов универсальных линейных преобразователей с сохранением высокого качества преобразований по сравнению с известными решениями. 4 з.п. ф-лы, 7 ил., 4 табл.
Изобретение относится к области квантовой криптографии. Технический результат заключается в обеспечении выявления в системах квантовой криптографии с фазовым и поляризационным кодированием ложных квантовых состояний в квантовом канале связи, сгенерированных злоумышленником. Технический результат достигается за счет того, что на этапе передачи серии посылок задают длину серии посылок и для каждой посылки в серии выполняют подготовку передающей и принимающей сторон, передачу посылки передающей стороной и прием посылки принимающей стороной, при этом подготовка передающей стороны включает выбор случайно и равновероятно одного из двух базисов передающей стороны, выбор случайно и равновероятно одного из двух значений фазы в выбранном базисе, синхронизацию общего времени между передающей и принимающей сторонами и приготовление передающей стороной квантового состояния, однозначно соответствующего выбранному значению фазы. 2 з.п. ф-лы, 6 ил.
Изобретение относится к способам создания устройств, осуществляющих линейные преобразования электромагнитных сигналов между большим числом каналов. Достигаемым техническим результатом изобретения является уменьшение плотности расположения перестраиваемых элементов, приводящих к снижению влияния нежелательных перекрестных взаимодействий. Изобретение представляет собой N-канальный линейный преобразователь электромагнитных сигналов, где N>2, включающий N каналов для сигналов и М блоков смешения сигналов, каждый из которых включает N входов и N выходов и характеризуется передаточной матрицей с комплексными элементами, по модулю меньшими 1, при этом блоки смешения соединены последовательно, и, по меньшей мере, на одном входе и на одном выходе, по меньшей мере, одного блока смешения размещен элемент сдвига фазы, при этом блоки смешения выполнены с передаточными матрицами, для которых отношение, по крайней мере, двух соответствующих элементов передаточных матриц, по крайней мере, двух блоков смешения отлично от 1, а на входе, по крайней мере, одного блока смешения количество элементов сдвига фазы не превышает N-2 и способ преобразования сигнала, используемый преобразователем. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 1 табл., 12 ил.
Способ квантового распределения ключей в однопроходной системе квантового распределения ключей // 2706175
Изобретение относится к области квантовой криптографии. Технический результат заключается в обеспечении возможности получения секретного ключа заданной длины при установленной длине линии связи и неизменной системе КРК. Технический результат достигается за счет способа квантового распределения ключей, обеспечивающего увеличение длины линии связи с секретным распределением ключей по сравнению с известными протоколами за счет выбора равномерно распределенных по углу относительных фаз информационных квазиоднофотонных когерентных состояний, в которые кодируются биты ключа, и их числа, которое выбирается в зависимости от длины линии связи, на которую требуется обеспечить секретность передачи ключей. Переход на новую длину линии связи осуществляется увеличением числа базисов и, соответственно, числа информационных состояний. 4 ил.
Изобретение относится к области оптики, а именно к способам создания линейных оптических устройств, осуществляющих линейные преобразования между большим числом каналов. Изобретение позволяет обеспечить возможность реализации многоканального линейного оптического преобразования, уменьшить потери за счет использования непланарной модульной архитектуры схемы, возможной, когда число входных портов, на которые подаются преобразуемые сигналы, меньше числа каналов преобразования. Преобразование каждого этапа реализуется параллельно несколькими модулями, размерности которых намного меньше размерности общего преобразования. В двухэтапной схеме необходим только один слой интерконнекта между модулями. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 12 ил.
УСТРОЙСТВО КВАНТОВОЙ КРИПТОГРАФИИ // 2691829
Изобретение относится к области квантовой криптографии. Технический результат - исключение необходимости подстройки состояния поляризации на выходе из линии связи и в принимающей части с одновременным упрощением конструкции принимающей части. Устройство квантовой криптографии включает передающую и принимающую части, разделенные линией связи, передающая часть содержит источник излучения, модулятор интенсивности и фазовый модулятор, передающая часть выполнена с возможностью генерации на выходе пар импульсов с ортогональными состояниями и одинаковыми временными интервалами между импульсами, при этом состояния из разных пар не ортогональны, а поляризация всех импульсов одинакова, принимающая часть содержит волоконный циркулятор, симметричный волоконный светоделитель, первое и второе фарадеевские зеркала и первый и второй детекторы, вход принимающей части соединен с входом волоконного циркулятора, первый выход которого волоконно соединен с первым входом волоконного светоделителя, а второй выход волоконно соединен с первым детектором, второй вход волоконного светоделителя волоконно подключен ко второму детектору, а первый и второй выходы волоконного светоделителя волоконно соединены с первым и вторым фарадеевскими зеркалами соответственно. Длины первого и второго оптических путей на соответственно первом и втором выходах волоконного светоделителя различаются и подобраны так, чтобы при распространении импульсов от выхода волоконного светоделителя до соответствующего фарадеевского зеркала и обратно по первому и второму оптическим путям между ними возникала разность хода, соответствующая временному интервалу между двумя импульсами пары. 1 ил.
Изобретение относится к области квантового распределения ключей, а именно релятивистских квантовых протоколов. Технический результат – организация подстройки приемного интерферометра в однопроходной схеме релятивистского квантового распределения ключей с использованием имеющихся в системе ресурсов. Система релятивистского квантового распределения ключей, работающая по атмосферному каналу, содержащая источник ослабленного излучения, по крайней мере один интерферометр задержки и однофотонный детектор, измеряющий результат интерференции в интерферометре, в которой приемный интерферометр задержки корректируется по фазе с помощью Байесовского статистического метода, основанного на использовании однофотонного фотодетектора в качестве источника сигнала ошибки. 4 з.п. ф-лы, 2 ил.
Способ управления интерференционной картиной в однопроходной системе квантовой криптографии // 2665249
Изобретение относится к области квантовой криптографии. Технический результат – исключение прерывания передачи ключей в режиме квазиоднофотонных состояний для управления интерференционной картиной. Способ заключается в том, что генерируют случайную последовательность нулей и единиц с помощью генератора случайных чисел в передающей части, генерируют на основании последовательности нулей и единиц последовательность квазиоднофотонных состояний в передающей части, разделяют каждое квазиоднофотонное состояние с помощью интерферометра передающей части на пару пространственно разнесенных квазиоднофотонных когерентных состояний, передают полученные пространственно разнесенные квазиоднофотонные когерентные состояния из передающей части в принимающую часть с помощью линии связи, принимают пространственно разнесенные квазиоднофотонные когерентные состояния в принимающей части, получают интерференционную картину от пространственно разнесенных квазиоднофотонных когерентных состояний на выходе интерферометра принимающей части, регистрируют последовательность квазиоднофотонных состояний после прохождения интерферометра принимающей части в фотоприемном блоке в виде последовательности нулей и единиц в зависимости от видности полученной интерференционной картины для каждого квазиоднофотонного состояния, определяют сигнал ошибки в блоке обработки принимающей части на основании сравнения принятой и переданной последовательностей нулей и единиц, при этом в качестве сигнала ошибки применяется величина, пропорциональная числу несовпадений в позициях принятой и переданной последовательностей единиц и нулей, и регулируют видность интерференционной картины, полученной на выходе интерферометра принимающей части, посредством компенсации относительной разности хода в интерферометре принимающей части на основании принятого сигнала ошибки. 2 ил.
КВАНТОВЫЙ ГЕНЕРАТОР СЛУЧАЙНЫХ ЧИСЕЛ // 2662641
Изобретение относится к области вычислительной техники. Технический результат заключается в повышении скорости генерирования последовательности случайных чисел и обеспечении непрерывности выдаваемой последовательности случайных чисел. Технический результат достигается за счет задания тактового сигнала; разбиения непрерывного сигнала, представляющего собой последовательность тактов, состоящую из тактов, содержащих срабатывание средства детектирования, и тактов, в которых отсутствует срабатывание средства детектирования, на блоки одинаковой временной длительности; группировки полученных блоков по содержанию в них срабатываний средства детектирования; преобразования блоков в номера блоков в группе блоков, содержащих одинаковое количество срабатываний; преобразования номера блока в случайную последовательность 0 и 1; и вывода полученной непрерывной случайной последовательности на выход квантового генератора случайных чисел. 1 ил.
Способ позиционирования кора оптического волокна над светочувствительной областью фотодетектора // 2662485
Изобретение относится к области оптической техники и касается способа позиционирования кора оптического волокна над светочувствительной областью фотодетектора. Способ включает в себя подведение кора оптического волокна к поверхности на расстояние , после чего кор оптического волокна перемещают параллельно поверхности фотодетектора до достижения минимума интенсивности, соответствующего первой дорожке электрического контакта. Далее перемещают кор оптического волокна по направлению дорожки к светочувствительной области фотодетектора до момента увеличения интенсивности, соответствующего окончанию первой дорожки электрического контакта и далее до момента уменьшения интенсивности, соответствующего началу второй дорожке электрического контакта, и устанавливают кор по середине, между первой и второй дорожками электрических контактов. Затем выполняют аналогичные действия для других осей, соответствующих другим парам дорожек электрических контактов. При проведении измерений используется свет, распространяющийся по кору оптического волокна, длина волны которого выбирается равной четырехкратной толщине дорожек электрических контактов. Технический результат заключается в повышении точности позиционирования. 4 ил.
СИСТЕМА ДЕТЕКТИРОВАНИЯ ОДИНОЧНЫХ ФОТОНОВ // 2627025
Изобретение относится к области оптического приборостроения и касается системы детектирования одиночных фотонов. Система включает в себя приемный модуль с приемной зоной, блок ориентации, оптический модуль и световод, который имеет оболочку с первым и вторым окончаниями и сердцевину с первым и вторым концами. Блок ориентации расположен на приемном модуле. Приемный модуль включает первую, вторую, третью и четвертую зоны, коэффициент отражения которых отличается от поверхности приемного модуля. Световод первым окончанием установлен в блоке ориентации, первым концом сердцевины оптически сопряжен с приемной зоной, а вторым концом сердцевины оптически сопряжен с источником излучения оптического модуля. Первый конец сердцевины имеет возможность оптического сопряжения с первой, второй, третьей и четвертой зонами. Технический результат изобретения заключается в повышении эффективности детектирования и увеличении надежности работы в условиях колебания внешних температур. 15 з.п. ф-лы, 8 ил.
Устройство квантовой криптографии (варианты) // 2622985
Устройство квантовой криптографии включает источник излучения, первый волоконный светоделитель, волоконный интерферометр, второй волоконный светоделитель, первый фазовый модулятор, третий волоконный светоделитель, детектор, аттенюатор, линию задержки, поляризационный фильтр, второй фазовый модулятор, волоконное зеркало и однофотонный детектор. Перечисленные выше элементы соединены между собой при помощи оптического волокна, сохраняющего состояние поляризации. Техническим результатом изобретения является повышение стабильности работы устройства квантовой криптографии за счет сохранения состояния поляризации на всем пути оптического тракта. 4 н. и 22 з.п. ф-лы, 7 ил.
СЕТЬ КВАНТОВОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ КЛЮЧЕЙ // 2621605
Изобретение относится к области сетевой волоконно-оптической квантовой криптографии - к защищенным информационным сетям с квантовым распределением криптографических ключей. Технический результат - создание сети с возможностью реконфигурации, а также обладающей большей выживаемостью при потере отдельного узла. Сеть квантового распределения ключей, включающая по меньшей мере две локальные сети с квантовым распределением ключей, соединенные волоконно-оптическим каналом связи, причем каждая вышеупомянутая локальная сеть содержит по меньшей мере один сервер и по меньшей мере одну клиентскую часть, причем сервер включает по меньшей мере одну передающую серверную часть и по меньшей мере одну вспомогательную клиентскую часть, логически связанную с серверной передающей частью на узле. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 4 ил., 3 табл.
КВАНТОВЫЙ ГЕНЕРАТОР СЛУЧАЙНЫХ ЧИСЕЛ // 2613027
Изобретение относится к квантовым генераторам случайных чисел и может быть использовано в криптографии. Техническим результатом является повышение качества, степени надежности и скорости генерации. Устройство содержит источник фотонов, однофотонный детектор, измеритель времени, задающий тактовый генератор, дискриминатор, процессор. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.
Изобретение относится к области управления интенсивностью, цветом, фазой, поляризацией или направлением света. Сущность способа состоит в том, что угловой спектр генерируемого оптического двухфотонного излучения меняют в зависимости от пространственного профиля изменения интенсивности лазерной накачки. Предлагаемый способ позволяет генерировать максимально перепутанные состояния Белла пар фотонов в двумерном подпространстве параксиальных мод с единичной четностью. Ключевой особенностью метода является использование лазерной накачки в высших пространственных модах в режиме жесткой фокусировки. Технически, метод основан на адаптивной подстройке фазового фронта лазерной накачки с помощью активного пространственного фазового модулятора света. Этот подстроенный фронт за счет условий фазового синхронизма в нелинейном кристалле генерирует форму амплитуды бифотона соответствующей пространственному состоянию Белла. 2 ил.
Изобретение относится к области квантовой криптографии - системам квантового распределения криптографических ключей, а более конкретно способу кодирования и передачи криптографических ключей. Системы квантовой криптографии позволяют не только обнаруживать любые попытки несанкционированного вторжения в канал связи, но и гарантировать безусловную секретность передаваемых криптографических ключей при условии, что ошибка на принимающей станции в первичных ключах не превышает некоторой критической величины.Сущность способа состоит в том, что для серии классических синхронизирующих лазерных импульсов на передающей-принимающей станции создают поляризационные состояния при помощи поляризационного контроллера в одном из плеч интерферометра и поляризационного контроллера на выходе интерферометра, обеспечивающие интерференционную балансировку интерферометра, серию однофотонных состояний после отражения от зеркала в преобразующей станции детектируют на передающей-принимающей станции и по полученной статистике фотоотсчетов вычисляют допустимую ошибку, которую затем сравнивают с определенным пороговым значением ошибки для получения известного только на передающей-принимающей и преобразующей станциях криптографического ключа.Технический результат - расширение диапазона возможных искажений поляризации лазерных и однофотонных импульсов при передаче ключей между передающей-принимающей и преобразующими станциями, в котором гарантируется секретность криптографических ключей и снятие условия использования специального фарадеевского зеркала. 2 ил.
Изобретение относится к вычислительной технике
Изобретение относится к области регистрации слабых оптических сигналов ближнего инфракрасного диапазона спектра, передающихся через оптические волоконные линии связи
Изобретение относится к области кодирования и передачи криптографических ключей через открытое пространство
Изобретение относится к области квантовой криптографии, а более конкретно к способам и устройствам кодирования и передачи криптографических ключей
