Sucarrier multiplexed quantum key distributionmodelling of components, systems and networks

Resumen

El objetivo principal de esta Tesis ha sido el proponer un nuevo paradigma para la distribución cuántica de claves (QKD) basado en una técnica de uso común en la disciplina de la Fotónica de Microondas: La Multiplexación por división de subportadora (SCM). Para ello, en este trabajo se han desarrollan los modelos básicos y fundamentales relativos a dispositivos sistemas y redes relacionados con este paradigma. La Tesis se ha estructurado en seis capítulos y tres apéndices. Tras una breve introducción a las tecnologías base del paradigma propuesto se ha presentado una introducción a la distribución cuántica de claves en la que se ha tratado aspectos relativos a conceptos y técnicas básicas, así como a temas que son de importancia a la hora de comprender y evaluar el funcionamiento de los sistemas QKD. También se han revisado las contribuciones más significativas al estado del arte del tema. Como primera contribución original, se han desarrollado en el capítulo 3, los modelos en régimen cuántico para los dispositivos necesarios en sistemas SCM-QKD. En algunos casos, como el del divisor de haz y sus versiones en guiaonda (acopladores) los modelos pueden encontrarse en algunos libros de texto sobre óptica cuántica. En otros, como el modulador electroóptico de fase y amplitud, estos modelos son casi inexistentes. Seguidamente, con todos los modelos clásicos y cuánticos de los componentes más relevantes que se emplean para un sistema SCM-QKD se ha procedido, en el capítulo 4, a su análisis extremo a extremo, teniendo el cuenta el máximo número de factores de degradación. El resultado es la obtención de las tasas de error de bit cuántico (QBER) y la máxima tasad de distribución de claves. Para finalizar, la Tesis ha cubierto también tema del diseño de redes ópticas pasivas (PON) para el transporte de servicios QKD, aportando soluciones novedosas tanto en aspectos genéricos como en aspectos particulares al paradigma SCM-QKD.