High dimensional autocompensating quantum cryptography in optical fibers implemented with discrete and integrated photonic devices

Abstract

O obxectivo global desta tese é contribuir ao deseño de novos sistemas de criptografía cuántica e ao desenvolvemento de dispositivos fotónicos discretos e integrados que implementen operacións específicas para implementalos usando multiplexación espacial. Deste xeito, na tese propoñense novos metodos de encriptación cuántica autocompensada, que fan uso dos modos espaciais propagados por diversas fibras ópticas (fibras de poucos modos e multinúcleo) para conseguir transmitir información en alta dimensión, correxindo tódalas fluctuacións que estes sofren ao longo da transmisión pola fibra. Ao mesmo tempo, deseñanse os distintos dispositivos fotónicos necesarios para implementar ditos métodos, baseados tanto en elementos ópticos discretos como en dispositivos integrados. En particular, na tese presentanse novos dispositivos para xerar estados cuánticos útiles en criptografía (baseados en estados vórtice), así como proxectores cuánticos capaces de medir ditos estados. Ademáis, na tese demóstrase a viabilidade de fabricar ditos dispositivos de xeito integrado por medio de intercambio iónico en vidrio.