1. Distribution quantique de clés avec des photomultiplicateurs digitaux à base de silicium
- Author
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Pratte, Jean-François, Charlebois, Serge, Carrier, Simon, Pratte, Jean-François, Charlebois, Serge, and Carrier, Simon
- Abstract
Les ordinateurs quantiques sont une technologie prometteuse qui pourrait permettre de faire des calculs qui sont impossibles pour les ordinateurs modernes dans un temps raison- nable. D’autre part, les techniques cryptographiques modernes se basent sur des problèmes computationnels difficiles pour assurer leur sécurité. Ainsi, l’arrivée des ordinateurs quan- tiques pourrait sévèrement compromettre la sécurité des techniques courantes. La distri- bution quantique de clés (QKD en anglais) est une façon de distribuer des clés de cryptage secrètes qui utilise des propriétés quantiques. Ceci fait en sorte qu’un malfaiteur (même avec un ordinateur quantique) ne pourrait pas essayer d’intercepter le message sans courir la chance d’induire des erreurs dans le message. En QKD, l’information (les qubits) est transmise via des fibres optiques ou l’air libre, mais la distance et la vitesse de transmission est limitée en ce moment. Le but de ce projet est de faire un circuit intégré qui servirait de détecteur pour un receveur QKD. Il utilisera des PDC (Photon-to-Digital Converter) et l’électronique rapide de 65 nm TSMC afin de livrer un receveur à haut débit. L’avan- tage d’un PDC est qu’il offre la possibilité d’adapter le détecteur pour l’application. Dans ce cas, du traitement de données et un circuit de fenêtrage ont été ajoutés pour rendre le receveur plus efficace. Le PDC contient aussi des TDC (time-to-digital converter) qui mesurent le temps d’arrivée des photons détectés. Parmi mes contributions originales, j’ai développé, implémenté et validé un circuit de fenêtrage pour les TDC ainsi qu’un circuit de catégorisation pour le QKD. Dans ce mémoire et dans l’article publié (chapitre 7), je présente ces contributions et je démontre ainsi que les PDC peuvent être des receveurs QKD qui offrent une excellente performance temporelle (22.7 ps gigue temporelle) qui est très attrayante pour le QKD. Le but du projet était de démontrer l’avantage des PDC et la tâche a été accomplie.
- Published
- 2023