A wavelength-tunable fiber-coupled source of narrowband entangled photons

We demonstrate a wavelength-tunable, fiber-coupled source of polarization-entangled photons with extremely high spectral brightness and quality of entanglement. Using a 25 mm PPKTP crystal inside a polarization Sagnac interferometer we detect a spectral brightness of 273000 pairs/(s mW nm), a factor of 28 better than comparable previous sources while state tomography showed the two-photon state to have a tangle of T=0.987. This improvement was achieved by use of a long crystal, careful selection of focusing parameters and single-mode fiber coupling. We demonstrate that, due to the particular geometry of the setup, the signal and idler wavelengths can be tuned over a wide range without loss of entanglement.Comment: 10 pages, 5 figures. Article rewritten, added Fig.(1a-1b). Published in Optics Express, comments welcom

Entanglement Distribution in Optical Networks

The ability to generate entangled photon-pairs over a broad wavelength range opens the door to the simultaneous distribution of entanglement to multiple users in a network by using centralized sources and flexible wavelength-division multiplexing schemes. Here we show the design of a metropolitan optical network consisting of tree-type access networks whereby entangled photon-pairs are distributed to any pair of users, independent of their location. The network is constructed employing commercial off-the-shelf components and uses the existing infrastructure, which allows for moderate deployment costs. We further develop a channel plan and a network-architecture design to provide a direct optical path between any pair of users, thus allowing classical and one-way quantum communication as well as entanglement distribution. This allows the simultaneous operation of multiple quantum information technologies. Finally, we present a more flexible backbone architecture that pushes away the load limitations of the original network design by extending its reach, number of users and capabilities.Comment: 26 pages, 12 figure

Quantum Metropolitan Optical Network based on Wavelength Division Multiplexing

Quantum Key Distribution (QKD) is maturing quickly. However, the current approaches to its application in optical networks make it an expensive technology. QKD networks deployed to date are designed as a collection of point-to-point, dedicated QKD links where non-neighboring nodes communicate using the trusted repeater paradigm. We propose a novel optical network model in which QKD systems share the communication infrastructure by wavelength multiplexing their quantum and classical signals. The routing is done using optical components within a metropolitan area which allows for a dynamically any-to-any communication scheme. Moreover, it resembles a commercial telecom network, takes advantage of existing infrastructure and utilizes commercial components, allowing for an easy, cost-effective and reliable deployment.Comment: 23 pages, 8 figure

Auswirkungen der Einfuehrung einer konsolidierten Koerperschaftsteuer-Bemessungsgrundlage in der Europaeischen Union

Das Nebeneinander der 27 europäischen Steuersysteme verzerrt Standort-, Investitions- und Finanzierungsentscheidungen und behindert die grenzüberschreitende Geschäftstätigkeit von Unternehmen im Binnenmarkt. Diese Hindernisse beabsichtigt die Europäische Union durch die Einführung der konsolidierten Körperschaftsteuer-Bemessungsgrundlage zu beseitigen. Dieses Konzept sieht innerhalb eines Konzerns vor, die Bemessungsgrundlage aller Konzernunternehmen nach einheitlichen Standards zu ermitteln, sie anschließend zu konsolidieren und den Konzerngewinn dann auf die einzelnen Steuerhoheiten mittels einer Formel aufzuteilen. Ziel der Arbeit ist es, die mit diesem Systemwechsel verbundenen Auswirkungen auf die statutarischen Konzernstrukturen sowie auf das Steueraufkommen der Mitgliedstaaten anhand empirischer Analysen abzuschätzen

6sterreichische Wasser- und Abfallwirtschaft / Was? Wie? Warum? Jugendliche erforschen Flusslandschaften \u2013 F\uf6rderung des Systemverst\ue4ndnisses als Basis f\ufcr gelebte Partizipation im Flussgebietsmanagement

Flusslandschaftsplanung und -management im Sinne einer zukunftsvertr\ue4glichen Entwicklung einer Flusslandschaft sind dem Prinzip der Nachhaltigkeit verpflichtet. Ziel ist es dabei, eine Entwicklung von Flusslandschaften zu initiieren, die die Anforderungen des Natur- und Gew\ue4sserschutzes mit den sozialen und wirtschaftlichen Anspr\ufcchen in Einklang bringt und die betroffenen B\ufcrgerInnen in den Entscheidungsprozess einbezieht. Systemverst\ue4ndnis und \uf6kologische Handlungskompetenz sind f\ufcr Beteiligungsprozesse wesentliche Voraussetzungen. Im Oktober 2014 startete im Rahmen des Forschungsprogrammes \u201eSparkling Science\u201c des Bundesministeriums f\ufcr Wissenschaft, Forschung und Wirtschaft das Projekt \u201eTraisen.w3 \u2013 Traisen. Was? Wie? Warum? \u2013 Identifizierung und Wahrnehmung von Funktionen in Flusslandschaften und Verstehen einzugsgebietsbezogener Prozesse am Beispiel der Traisen\u201c. In diesem Projekt arbeitet ein WissenschaftlerInnen-Team gemeinsam mit Sch\ufclerInnen und P\ue4dagogInnen zweier Oberstufenklassen des BG/BRG St. P\uf6lten \ufcber einen Zeitraum von zwei Jahren zu Forschungsfragen des Flusslandschaftsmanagements am Beispiel der Traisen. Neben der Integration der Sch\ufclerInnen in den Forschungsprozess, in Freilandarbeiten und Datenauswertungen und -interpretationen ist vor allem die Entwicklung von Systemverst\ue4ndnis in Bezug auf Prozesse in Flusslandschaften Ziel des Projektes. Die Sch\ufclerInnen wurden mithilfe der Lern-Software \u201eDynaLearn\u201c angeregt, sich konzeptuelles und kausales Wissen anzueignen und damit systemische Prozesse in der Umwelt zu verstehen und in qualitative Modelle umzusetzen. Als weiteres Instrument, die Komplexit\ue4t von Flusslandschaften anzusprechen, wurde das Konzept der 6kosystemleistungen verwendet. In Wissenstests sowie durch die Auswertung der qualitativen Sch\ufclerInnen-Modelle wurden das Wissen und das Systemverst\ue4ndnis der Sch\ufclerinnen vor und nach den gemeinsamen Aktivit\ue4ten evaluiert. Die Auswertungen zeigten, dass regionales Wissen \ufcber den Heimatfluss und Vorg\ue4nge im Einzugsgebiet nicht im Bewusstsein der Jugendlichen verankert sind. Aufgrund der durchgef\ufchrten Schul-Workshops konnte ein signifikanter Zuwachs des Wissens und Verst\ue4ndnisses der Sch\ufclerInnen festgestellt werden. Die Modelle der Sch\ufclerInnen zeigten die komplexen Fragestellungen im Flussgebietsmanagement auf. Alle Modell-Szenarien der Jugendlichen spiegelten nachhaltige Entwicklungen der Flusslandschaft wider und belegten ein ma fgeblich gesteigertes Verst\ue4ndnis der Sch\ufclerInnen f\ufcr wichtige kausale Zusammenh\ue4nge an der Traisen. Die Ergebnisse dokumentieren weiters, dass das Konzept der 6kosystemleistungen eine geeignete Methode zur Wissensvermittlung von komplexen Zusammenh\ue4ngen in Flusslandschaften darstellt. Die Erhebung der Wahrnehmung von 6kosystemleistungen durch B\ufcrgerInnen, insbesondere Jugendliche, kann zu einer umfassenden Betrachtung der Flusslandschaft in zuk\ufcnftigen Planungen im Flusslandschaftsmanagement beitragen. Mittels der in diesem Rahmen identifizierten Wissensl\ufccken und des fehlenden Umweltverst\ue4ndnisses kann der zuk\ufcnftige Bildungsbedarf hinsichtlich Funktionsf\ue4higkeit und Leistungen von Flusslandschaften abgesch\ue4tzt werden. Gerade bei jungen Menschen ist es wichtig, das Interesse f\ufcr Umwelthemen zu f\uf6rdern und eine m\uf6gliche Beteiligung an Entscheidungen zu forcieren. Gezielte Initiativen sind notwendig, damit junge Menschen zuk\ufcnftig als BewohnerInnen und NutzerInnen der Flusslandschaften nachhaltige Planungen und Ma fnahmen unterst\ufctzen, sich aktiv an der Entscheidungsfindung beteiligen und damit Verantwortung f\ufcr die Gestaltung ihrer Umwelt \ufcbernehmen.River landscape planning and management to promote the positive long-term development of river landscapes must adhere to the principle of sustainability. In this context, the goal is to initiate a development process for river landscapes that successfully reconciles the requirements of nature and water conservation with social and economic aspects, and which actively involves affected citizens in the decision-making process. A systems-based understanding and the opportunity to make ecologically relevant decisions are essential prerequisites for participative processes. In the context of the Austrian Federal Ministry of Science, Research and Economy research program \u201cSparkling Science,\u201d the project \u201cTraisen.w3 \u2013 Traisen. What?How?Why? \u2013 Identification and Perception of Functions in River Landscapes and Understanding Catchment-related Processes on the Example of the Traisen River\u201d was launched in October 2014. The project involves a team of scientists working together with teachers and students from two high-school classes from the BG/BRG St. P\uf6lten schools over a two-year period to investigate central research questions on river landscape management using the example of the Traisen River. Beyond integrating the students in the research process, in field work, and in assessing and interpreting results, one of the project\u2019s central goals is to promote a systems-based understanding of the processes at work in river landscapes. With the help of the learning software program \u201cDynaLearn,\u201d students were encouraged to acquire both conceptual and problem-solving skills, which in turn allowed them to better understand systematic processes in the environment and implement those processes in qualitative models. The concept of ecosystem services was employed as a further means of approaching the complexity of river landscapes. Using knowledge-based tests and by assessing their qualitative models, the students\u2019 systems-based understanding before and after their shared activities was evaluated. The results show that regional knowledge of their home river and key processes in its catchment area is not anchored in the students\u2019 minds. The school workshops confirmed a significant increase in the students\u2019 knowledge and grasp of the subject matter, while the models they produced illustrate the complex questions involved in river landscape management. All of the model scenarios the students depicted reflect sustainable developments in the river landscape and evince their considerably improved grasp of important causal relationships on the Traisen. The results also confirm that the concept of ecosystem services offers a suitable method for conveying complex interrelationships in river landscapes. Raising awareness of ecosystem services among citizens, and especially among young people, can help to ensure that more comprehensive approaches are utilized in future river landscape planning and management efforts. Further, the gaps in knowledge and lack of environmental awareness identified in the course of the project can be used to determine the future need for education on the functions of and ecosystem services provided by river landscapes. When it comes to young people, it is essential that we promote their interest in environmental issues and offer them opportunities to join in decision-making processes. Focused initiatives are called for to ensure that these future inhabitants and users of river landscapes support sustainable planning and measures, actively participate in decision-making, and in so doing take on responsibility for shaping their own environment

A novel approach to quality-of-service provisioning in trusted relay Quantum Key Distribution networks

In recent years, noticeable progress has been made in the development of quantum equipment, reflected through the number of successful demonstrations of Quantum Key Distribution (QKD) technology. Although they showcase the great achievements of QKD, many practical difficulties still need to be resolved. Inspired by the significant similarity between mobile ad-hoc networks and QKD technology, we propose a novel quality of service (QoS) model including new metrics for determining the states of public and quantum channels as well as a comprehensive metric of the QKD link. We also propose a novel routing protocol to achieve high-level scalability and minimize consumption of cryptographic keys. Given the limited mobility of nodes in QKD networks, our routing protocol uses the geographical distance and calculated link states to determine the optimal route. It also benefits from a caching mechanism and detection of returning loops to provide effective forwarding while minimizing key consumption and achieving the desired utilization of network links. Simulation results are presented to demonstrate the validity and accuracy of the proposed solutions.Web of Science28118116

Three-color Sagnac source of polarization-entangled photon pairs

We demonstrate a compact and stable source of polarization-entangled pairs of photons, one at 810 nm wavelength for high detection efficiency and the other at 1550 nm for long-distance fiber communication networks. Due to a novel Sagnac-based design of the interferometer no active stabilization is needed. Using only one 30 mm ppKTP bulk crystal the source produces photons with a spectral brightness of 1.13x10^6 pairs/s/mW/THz with an entanglement fidelity of 98.2%. Both photons are single-mode fiber coupled and ready to be used in quantum key distribution (QKD) or transmission of photonic quantum states over large distances.Comment: 7 pages, 4 figure