Redes híbridas de comunicaciones clasico-cuánticas

Abstract

Este trabajo aborda la integración de la comunicación cuántica y clásica sobre una misma infraestructura de fibra óptica. Se plantea el objetivo principal de desplegar una red híbrida que soporte un protocolo de distribución cuántica de clave (QKD) llamado BB84 para garantizar una comunicación segura mientras se mantiene un tráfico de datos convencional. El estudio se centra en las interferencias y efectos no lineales debidos a multiplexar por longitud de onda (WDM) los canales clásicos de alta potencia con los canales cuánticos que operan a nivel de fotón único normalmente. Se comprobará de qué forma afectan al rendimiento del protocolo cuántico mediante un simulador de redes que estima la degradación de las señales cuánticas con los modelos propuestos en el trabajo y la viabilidad del protocolo, aplicando técnicas de gestión de redes como algoritmos de enrutamiento y asignación de longitud de onda (RWA) o con control dinámico de potencia.

This work covers the integration of quantum and classical communication over the same fiber optic infrastructure. The main objective is to deploy a hybrid network that supports a Quantum Key Distribution (QKD) protocol called BB84 to ensure secure communication while maintaining conventional data traffic. The study focuses on interference and nonlinear effects due to wavelength division multiplexing (WDM) of high-power classical channels with quantum channels that typically operate at the single-photon level. It will be examined how these affect the performance of the quantum protocol using a network simulator that estimates the degradation of quantum signals with the models proposed in this work and the viability of the protocol applying network management techniques such as routing and wavelength assignment algorithms (RWA) or dynamic power control.