Labs in quantum photonics and cryptography

2024/2025

Academic Year

RUS

Instruction in Russian

6

ECTS credits

Delivered at:

School of Electronic Engineering

Course type:

Compulsory course

When:

1 year, 3, 4 module

Instructors

Elezov, Mikhail

Ozhegov, Roman

Программа дисциплины

Аннотация

Курс направлен на развитие у магистрантов профессиональных компетенций и навыков самостоятельной исследовательской работы в области квантовой фотоники и криптографии. Курс представлен циклом лабораторных работ, направленных на практическое знакомство с основными аспектами работы современных систем квантового распределения ключевой информации. В ходе выполнения работ магистранты знакомятся с основными оптическими компонентами, из которых строятся системы распределения квантового ключа. Помимо этого магистранты практически знакомятся с некоторыми схемами построения систем распределения квантового ключа. При обучении предусмотрен контроль знаний студентов в виде учета активности студентов в ходе проведения практических занятий и экзамена. Для прохождения курса необходимо знание основных законов классической и современной физики; владение простейшими методами решения физических задач и навыками работы с измерительными приборами на уровне бакалавриата МИЭМ.

Цель освоения дисциплины

• Целями освоения дисциплины «Лабораторный практикум по квантовой фотонике и криптографии» являются развитие у магистрантов профессиональных компетенций и навыков самостоятельной исследовательской работы в области квантовой фотоники и криптографии.

Планируемые результаты обучения

• Умеет пользоваться своими знаниями для решения фундаментальных и прикладных задач.
• Владеет методикой анализа и использования устройств и компонентов квантовой фотоники, навыками освоения большого объема информации.
• Знает основные понятия квантовой механики, устройство и принцип работы различных оптических элементов, используемых для генерации, регистрации и преобразования излучения, основные сведения об используемых протоколах и схемах квантовой криптографии.
• Умеет делать правильные выводы из сопоставления результатов теории и эксперимента, использовать полученные знания для описания конкретных схем использования приборов квантовой фотоники, описывать основные квантовые системы.

Содержание учебной дисциплины

• Тема 1. Однофотонный детектор.
• Тема 2. Рефлектометрия.
• Тема 3. Оптоволоконные системы квантового распределения ключей.
• Тема 4. «Взлом» однофотонных детекторов.
• Тема 5. Моделирование работы системы квантового распределения ключа в свободном пространстве.

Элементы контроля

• Практическая работа 3 модуль (3 работы)
• Практическая работа 4 модуль (2 работы)
• Экзамен

Промежуточная аттестация

• 2024/2025 4th module
  0.5 * Практическая работа 3 модуль (3 работы) + 0.3 * Практическая работа 4 модуль (2 работы) + 0.2 * Экзамен

Список литературы

Рекомендуемая основная литература

• Protecting information : from classical error correction to quantum cryptography, Loepp, S., 2006

Рекомендуемая дополнительная литература

• Игнатов, А. Н. Оптоэлектроника и нанофотоника : учебное пособие / А. Н. Игнатов. — 4-е изд., стер. — Санкт-Петербург : Лань, 2020. — 596 с. — ISBN 978-5-8114-5149-4. — Текст : электронный // Лань : электронно-библиотечная система. — URL: https://e.lanbook.com/book/133479 (дата обращения: 00.00.0000). — Режим доступа: для авториз. пользователей.

Авторы

• Ожегов Роман Викторович
• Романова Татьяна Валентиновна