Quanten-Schlüsselverteilung (Quantum Key Distribution) ermöglicht den sicheren Austausch kryptographischer Schlüssel auf Basis physikalischer Prinzipien. Dabei sind supraleitende Nanodraht-Einzelphotonendetektoren, sogenannte SNSPDs, zentrale Komponenten. Ihre Detektionseigenschaften können jedoch von der Polarisation des einfallenden Lichts abhängen und dadurch die Sicherheitsbewertung praktischer QKD-Systeme beeinflussen.

Das Projekt PolSecure untersucht diese Effekte in der verschränkungsbasierten Quanten-Schlüsselverteilung nach dem E91-Protokoll. Ziel ist es, polarisationsabhängige Detektionsunterschiede in NbN-basierten SNSPD-Crossbar-Architekturen systematisch zu charakterisieren, ihren Einfluss auf Bell-Test-Statistiken zu bewerten und geeignete Kompensationsverfahren zu entwickeln.

Dazu werden am Leibniz-IPHT hergestellte SNSPD-Crossbars optimiert und in einem E91-Messsystem mit polarisationsverschränkten Photonenpaaren bei 1550 Nanometern eingesetzt. Durch die Kalibrierung einzelner Detektorpixel sollen Verzerrungen in CHSH-Bell-Tests quantifiziert und reduziert werden. Die Ergebnisse tragen dazu bei, detektorinduzierte Sicherheitsgrenzen praktischer Quantenkommunikationssysteme besser zu verstehen und zu minimieren.