Autonomous open-source hardware apparatus for quantum key distribution

We describe an autonomous, fully functional implementation of the BB84 quantum key distribution protocol using open source hardware microcontrollers for the synchronization, communication, key sifting and real-time key generation diagnostics. The quantum bits are prepared in the polarization of weak optical pulses generated with light emitting diodes, and detected using a sole single-photon counter and a temporally multiplexed scheme. The system generates a shared cryptographic key at a rate of 365 bps, with a raw quantum bit error rate of 2.7%. A detailed description of the peripheral electronics for control, driving and communication between stages is released as supplementary material. The device can be built using simple and reliable hardware and it is presented as an alternative for a practical realization of sophisticated, yet accessible quantum key distribution systems.Fil: López Grande, Ignacio Hernán. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Unidad de Investigación y Desarrollo Estratégico para la Defensa. Ministerio de Defensa. Unidad de Investigación y Desarrollo Estratégico para la Defensa; ArgentinaFil: Schmiegelow, Christian Tomás. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Física de Buenos Aires. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Física de Buenos Aires; ArgentinaFil: Larotonda, Miguel Antonio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Unidad de Investigación y Desarrollo Estratégico para la Defensa. Ministerio de Defensa. Unidad de Investigación y Desarrollo Estratégico para la Defensa; Argentin