Optimized frequency recovery of the satellite quantum signal

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

We developed the frequency recovery method of laser pulses necessary for synchronizing quantum states transmitted from a satellite and registered at a ground station. Experimental modeling of a quantum key distribution session between a satellite and a ground station is also considered. The data obtained during the experiment were used to test the method of recovering the repetition frequency.

Full Text

Restricted Access

About the authors

A. N. Chernov

Moscow Institute of Physics and Technology; International Center for Quantum Optics and Quantum Technologies; QSpace Technologies LLC

Author for correspondence.
Email: chernov.an@phystech.edu
Russian Federation, Dolgoprudny; Moscow; Moscow

A. V. Khmelev

Moscow Institute of Physics and Technology; International Center for Quantum Optics and Quantum Technologies; QSpace Technologies LLC

Email: chernov.an@phystech.edu
Russian Federation, Dolgoprudny; Moscow; Moscow

V. L. Kurochkin

Moscow Institute of Physics and Technology; International Center for Quantum Optics and Quantum Technologies; QSpace Technologies LLC; MISIS National University of Science and Technology

Email: chernov.an@phystech.edu
Russian Federation, Dolgoprudny; Moscow; Moscow; Moscow

References

  1. Wootters W.K., Zurek W.H. // Nature. 1982. V. 299. No. 5886. P. 802.
  2. Курочкин В.Л., Кривякин Г.К., Зверев А.В. и др. // Изв. РАН. Сер. физ. 2016. Т. 80. № 1. С. 10; Kurochkin V.L., Krivyakin G.K., Zverev A.V. et al. // Bull. Russ. Acad. Sci. Phys. 2016. V. 80. No. 1. P. 5.
  3. Курочкин В.Л., Неизвестный И.Г. // Изв. РАН. Сер. физ. 2015. Т. 79. № 2. С. 195; Kurochkin V.L., Neizvestnyj I.G. // Bull. Russ. Acad. Sci. Phys. 2015. V. 79. No. 2. P. 173.
  4. Курочкин В.Л., Коляко А.В. // Изв. РАН. Сер. физ. 2016. Т. 80. № 1. С. 5; Kurochkin V.L., Kolyako A.V. // Bull. Russ. Acad. Sci. Phys. 2016. V. 80. No. 1. P. 1.
  5. Хмелев А.В., Дуплинский А.В., Майборода В.Ф. и др. // Письма в ЖТФ. 2021. Т. 47. № 17. С. 46; Khmelev A.V., Duplinsky A.V., Mayboroda V.F. et al. // Tech. Phys. Lett. 2021. V. 47. No. 12. P. 858.
  6. Azuma K., Economou S.E., Elkouss D. et al. // arXiv:2212.10820. 2022.
  7. Liao S.K., Cai W.Q., Liu W.Y. et al. // Nature. 2017. V. 549. No. 7670. P. 43.
  8. Wang C.Z., Li Y., Cai W.Q. et al. // Opt. Express. 2021. V. 29. No. 19. P. 29595.
  9. Wang C., Li Y., Cai W. et al. // Appl. Opt. 2021. V. 60. No. 16. P. 4787.
  10. Vallone G., Marangon D.G., Canale M. et al. // Phys. Rev. A. 2015. V. 91. No. 4. Art. No. 042320.
  11. Bienfang J.C., Gross A.J., Mink A. et al. // Opt. Express. 2004. V. 12. No. 9. P. 2011.
  12. Khmelev A.V., Ivchenko E.I., Miller A.V. et al. // Entropy. 2023. V. 25. No. 4. Art. No. 670.
  13. https://docs.scipy.org/doc/scipy/reference/generated/scipy.integrate.cumulative_trapezoid.html

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Schematic diagram of the experimental setup. 1 - pulse generator, 2 - frequency modulator, 3 - laser diode, 850 nm, 4 - amplitude modulator, 5 - attenuator, 6 - polariser, 7 - electrically driven half-wave plate, 8 - single photon detector, 9 - time-digital converter

Download (17KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Estimated distance to the satellite passing through the zenith of the ground station used in the modelling of the AAC session: red points - GPS data, blue curve - approximation (a). Relative velocity of the satellite during the modelled session (b)

Download (124KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Comparison of signal repetition rates obtained during the simulation of the QRC session before (1) and after (2) approximate compensation of the Doppler effect (a). Quantum signal repetition rate after compensation of the Doppler effect (b)

Download (104KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. Temporal distribution of quantum signals inside the reconstructed sequence period (1, red crosses) and its approximation (2, blue curve) by the Gaussian function σ = 1.21 (a). Number of signals falling inside the filtering time window as a function of its width (b)

Download (100KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».