Direction de recherche : Eleni DIAMANTI

Ressources Photoniques pour l'Implémentation de Protocoles de Réseaux Quantiques

Dans cette thèse, nous développons une source d'états quantiques photoniques grâce auxquels nous démontrons de nouvelles primitives cryptographiques : le tirage à pile-ou-face faible et la transmission certifiée via un canal quantique non-fiable. Notre source produit des paires de photons maximalement intriqués et présentant une forte efficacité d'annonce, à longueurs d'onde télécoms. Utilisant notre source pour générer des photons uniques annoncés, nous implémentons le premier protocole de tirage à pile-ou-face faible quantique. Il permet à deux jours distants de désigner un vainqueur au hasard. L'utilisation de ressources quantiques rend le protocole sensible à la triche et sécurisé par la théorie de l'information. Un joueur malhonnête est détecté lors d'une étape de vérification, incluant un interféromètre optique linéaire comprenant des séparateurs de faisceau à réflectivités variables et un commutateur optique rapide. Nous démontrons des valeurs de référence élevées pour des atténuations correspondant à plusieurs kilomètres de fibre optique télécoms. Alternativement, nous utilisons des pairs de photons en tant qu'états maximalement intriqués pour certifier la transmission d'information quantique dans un canal non-fiable présentant des pertes. Nous proposons un nouveau protocole, basé sur la technique de "self-testing" et de nouveaux résultats fondamentaux des canaux quantiques avec pertes. Nous démontrons ce protocole en utilisant des paires de photons intriqués en polarisation pour sonder le canal. Nous montrons qu'il permet la certification de communications quantiques pour une grande quantité de pertes induites par le canal. Enfin, nous proposons une méthode afin d'adapter cette source à la génération d'états intriqués multipartites, ouvrant la voie à l'implémentation de nouveaux protocoles impliquant plus de deux joueurs.

Publications 2022-2023

• 2023
  • S. Neves, V. Yacoub, U. Chabaud, M. Bozzio, I. Kerenidis, E. Diamanti : “Experimental cheat-sensitive quantum weak coin flipping”, Nature Communications, vol. 14 (1), pp. 1855, (Nature Publishing Group) (2023)
  • S. Neves, L. Martins, V. Yacoub, P. Lefebvre, I. Šupić, D. Markham, E. Diamanti : “Experimental Certification of Quantum Transmission via Bell’s Theorem”, (2023)
• 2022
  • S. Neves : “Ressources Photoniques pour l’Implémentation de Protocoles de Réseaux Quantiques”, soutenance de thèse, soutenance 02/12/2022, direction de recherche Diamanti, Eleni (2022)
  • S. Neves, V. Yacoub, U. Chabaud, M. Bozzio, I. Kerenidis, E. Diamanti : “Experimental cheat-sensitive quantum weak coin flipping”, (2022)
  • R. Yehia, S. Neves, E. Diamanti, I. Kerenidis : “Quantum City: simulation of a practical near-term metropolitan quantum network”, (2022)