Cryptography Reference
In-Depth Information
chapter 5
Experimental Cryptography
Using Continuous
Polarization States
S. Lorenz, N. L utkenhaus, and G. Leuchs
Friedrich Alexander University
of Erlangen-N urnberg
N. Korolkova
Friedrich Alexander University
of Erlangen-N urnberg and
University of St. Andrews
Contents
5.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103
5.2 Postselection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107
5.3 Polarization Encoding . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109
5.4 Protocol . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112
5.5 Sub Shot Noise Polarization Measurement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115
5.6 Alice: Preparation of Polarization States . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117
5.7 Signal State Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118
5.8 Bob: Measurement Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119
5.9 Experimental Postselection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121
5.10 Conclusions and Outlook . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123
Acknowledgments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124
5.1 Introduction
Quantum key distribution emerged with an idea and an experiment of Bennett
and Brassard in the early 1980s, with the seminal BB84 protocol [1]. At that
point it was believed that the only way of rendering the key distribution
