KIP-Veröffentlichungen

Fortschritte in der Quantencomputertechnologie führen zu einer steigenden Nachfrage an sicherer Verschlüsselung, welche den Stellenwert vom Thema Quantenschlüsselaustausch in der modernen Forschung erhöht. Die Vermittlung von Verfahren zum Quantenschlüssel-austausch an StudentInnen in Experimenten stellt jedoch eine Herausforderung dar. Als möglicher Lösungsansatz wurde im Rahmen des Projekts MiReQu eine Mixed Reality (MR) Umgebung entwickelt, mit der StudentInnen einen Versuch zum Thema Verschränkung und Quantenverschlüsselung durchführen können. Durch eine Vergleichsstudie mit einer nicht-MR Applikation soll der Effekt der MR Umgebung auf den Lernerfolg untersucht werden. Diese Arbeit stellt die Implementierung der nicht-MR Version sowie einen Test dieses Tablet-Programms dar. Im Rahmen weiterführender Langzeitmessungen konnte das eingestellte Koinzidenzfenster bestätigt werden. Es wurde außerdem gezeigt, dass sich das System nach Ausrichtung nach einem anfänglichen Drift stabilisiert. Mithilfe des Programms wurde der S-Parameter, welcher die Verletzung der CHSH Ungleichung bestätigt, als S= 2.34 +- 0.03 ermittelt. Das bestätigt, dass das System nicht-klassisch ist. Zuletzt wird veranschaulicht, dass das Programm das Ekert91 Protokoll zum Quantenschlüsselaustausch erfolgreich durchführen kann.

Advances in Quantum Computation technologies lead to an increasing demand for secure encryption which extends the importance of Quantum Key Distribution (QKD) as a field of modern research. However, conveying QKD protocols to students in hands-on experiments is challenging. One approach to overcome this problem has been developed by the project MiReQu that has established a Mixed Reality (MR) environment to run an experiment dealing with polarisation-entangled photons and QKD using the Ekert91 protocol. In order to extract the impact of the MR environment on the students' learning experience, a comparison study with a non-MR application is needed. Within this thesis, this non-MR environment is designed and developed and this tablet-based user interface is tested on the experiment. Supplementary long-term measurements were conducted for the first time. The set coincidence window could be confirmed and it is shown that after alignment and an initial drift, the system stabilises in an alignment state close to the optimum. By using the app, the S-parameter which proves the violation of the CHSH inequality has been measured as S = 2.34 +- 0.03 and confirms that the system is non-classical. Additionally, the app's capability of running the Ekert91 protocol is demonstrated.