Дослідження перспективних методів кодування та побудови квантових оптичних систем зв’язку

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.advisorТрубін, Олександр Олексійович
dc.contributor.authorБорисенко, Ігор Костянтинович
dc.date.accessioned2026-07-02T13:48:05Z
dc.date.available2026-07-02T13:48:05Z
dc.date.issued2025
dc.description.abstractАктуальність теми: Стрімкий розвиток квантових обчислень створює загрозу компрометації існуючих алгоритмів асиметричного шифрування. Це зумовлює необхідність переходу до технологій квантового розподілу ключів (QKD), які гарантують інформаційну безпеку на основі фундаментальних законів фізики. Мета роботи: Підвищення ефективності та надійності функціонування квантових оптичних мереж шляхом оптимізації параметрів протоколів передачі та розробки методів інтеграції обладнання QKD у сучасні волоконно-оптичні системи. Об’єкт дослідження: Процес передачі квантової інформації у волоконно-оптичних та атмосферних каналах зв'язку. Предмет дослідження: Залежність швидкості генерації секретного ключа (SKR) та рівня квантових бітових помилок (QBER) від фізичних параметрів каналу, характеристик фотонних детекторів та методів кодування. Методи дослідження: У роботі використано методи теорії ймовірностей та математичної статистики, чисельне моделювання (метод Монте-Карло) та об'єктно-орієнтоване програмування. Наукова новизна та результати: Розроблено комплексну математичну модель квантового каналу, яка, на відміну від існуючих, враховує вплив хроматичної дисперсії, нелінійних шумів та ефектів скінченної довжини ключа. Доведено ефективність використання методу станів-пасток (Decoy State) у поєднанні з надпровідниковими детекторами (SNSPD) для збільшення граничної дальності зв'язку до 220 км. Розроблено програмний симулятор для проектування топології захищених мереж. Практичне значення: Запропоновано інженерну методику інтеграції квантових каналів у мережі зі спектральним ущільненням (DWDM) та розроблено рекомендації щодо захисту обладнання від атак «квантового хакінгу».
dc.description.abstractotherRelevance of the topic: The rapid development of quantum computing poses a threat of compromising existing asymmetric encryption algorithms. This necessitates the transition to Quantum Key Distribution (QKD) technologies, which guarantee information security based on the fundamental laws of physics. Purpose of the work: To increase the efficiency and reliability of quantum optical networks operation by optimizing transmission protocol parameters and developing methods for integrating QKD equipment into modern fiber-optic systems. Object of research: The process of quantum information transmission in fiber-optic and free-space communication channels. Subject of research: The dependence of the Secret Key Rate (SKR) and Quantum Bit Error Rate (QBER) on physical channel parameters, photon detector characteristics, and coding methods. Research methods: The work uses methods of probability theory and mathematical statistics, numerical simulation (Monte Carlo method), and object-oriented programming. Scientific novelty and results: A comprehensive mathematical model of the quantum channel has been developed, which, unlike existing ones, takes into account the impact of chromatic dispersion, nonlinear noise, and finite key length effects. The effectiveness of using the Decoy State method combined with superconducting nanowire single-photon detectors (SNSPD) to increase the communication range up to 220 km has been proven. A software simulator for designing secure network topology has been developed. Practical value: An engineering methodology for integrating quantum channels into Dense Wavelength Division Multiplexing (DWDM) networks has been proposed, and recommendations for protecting equipment against "quantum hacking" attacks have been developed.
dc.format.extent79 с.
dc.identifier.citationБорисенко, І. К. Дослідження перспективних методів кодування та побудови квантових оптичних систем зв’язку : магістерська дис. : 172 Електронні комунікації та радіотехніка / Борисенко Ігор Костянтинович. – Київ, 2025. – 79 с.
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/82094
dc.language.isouk
dc.publisherКПІ ім. Ігоря Сікорського
dc.publisher.placeКиїв
dc.subjectквантова мережа
dc.subjectоптоволокно
dc.subjectпротокол bb84
dc.subjectquantum network
dc.subjectoptical fiber
dc.subjectbb84 protocol
dc.subject.udc621.391.63:621.391.25:535.14
dc.titleДослідження перспективних методів кодування та побудови квантових оптичних систем зв’язку
dc.typeMaster Thesis

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
Borysenko_magistr.pdf
Розмір:
1.26 MB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
8.98 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Магістерські роботи (ЕКІР)
Магістерські роботи