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Quantenkryptografie-Analogieversuch
Die Sende-Einheit „Alice" besteht aus einer in horizontaler Richtung linear polarisierten
Einzelphotonquelle und einer / -Platte.
Die /2-Platte dreht die Polarisation um das Doppelte ihres Drehwinkels. Dreht man sie
also um 45°, dann wird die Polarisation des durchtretenden Lichts um 90° gedreht.
Deshalb wird wir hier auch synonym den Begriff „Polarisationsdreher" verwendet.
Wenn wir ab jetzt von den Einstellungen „0°" und „90°" sprechen (bzw. später von
„-45°" und „45°"), dann ist damit immer der Drehwinkel der Polarisation gemeint
und nie der Drehwinkel der / -Platte.
Eine Skizze zur Funktion der
sieht man in der Abbildung rechts. Das
doppelbrechende Material verlangsamt
den Anteil des Lichts, der nicht in Richtung
der „schnellen Achse" polarisiert ist. Für
einfallendes
linear
bedeutet
das
Polarisation. Die einlaufende Polarisation
wird an der optischen Achse (="Fast axis")
„gespiegelt", sodass der Drehwinkel der
Polarisation zweimal so groß ist wie die
Drehung der /2-Platte.
Die Empfänger-Einheit „Bob" besteht aus
einem polarisierenden Strahlteilerwürfel und
zwei
Detektoren.
Strahlteilerwürfel
polarisierten Anteil, s. rote Pfeile im Bild
rechts, und transmittiert den horizontal
polarisierten Anteil des einfallenden Lichts.
Sendet Alice also Licht mit einer Einstellung
von
0° am Polarisationsdreher (entspricht
horizontaler Polarisation), dann tritt das
Photon
durch
Ereignis nennen wir dann eine binäre „0".
Stellen wir den Polarisationsdreher so ein,
dass er die Polarisation um 90° dreht, dann
wird das Photon reflektiert und wir nennen
das Ereignis „1".
Seite 12
/2-Platte
polarisiertes
eine
Drehung
Der
polarisierende
reflektiert
den
den
Strahlteiler.
Kapitel 5: Grundlagen der Quantenkryptographie
Richtung der
einfallenden
Polarisation
linear
Licht
polarisiertes
der
Licht
Schnelle Achse
vertikal
Dieses
2θ
gedrehte
Polarisationsebene
Polarisierender
Strahlteilerwürfel
MTN005660-D03
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