Jolly Phi    
    Russian Quantum Center    >MISIS University  

Papers and preprints


P. Chaiwongkhot, K. B. Kuntz, Y. Zhang, A. Huang, J.-P. Bourgoin, S. Sajeed, N. Lütkenhaus, T. Jennewein, and V. Makarov,
Eavesdropper’s ability to attack a free-space quantum-key-distribution receiver in atmospheric turbulence,
Phys. Rev. A 99, 062315 (2019).
PDF (1.5 MiB);
arXiv:1902.01288 [quant-ph]
A. Huang, R. Li, V. Egorov, S. Tchouragoulov, K. Kumar, and V. Makarov,
Laser damage attack against optical attenuators in quantum key distribution
arXiv:1905.10795 [quant-ph]
V. Chistiakov, A. Huang, V. Egorov, and V. Makarov,
Controlling single-photon detector ID210 with bright light
arXiv:1905.09380 [quant-ph]
A. Huang, Á. Navarrete, S.-H. Sun, P. Chaiwongkhot, M. Curty, and V. Makarov,
Laser seeding attack in quantum key distribution
arXiv:1902.09792 [quant-ph]
S. Sajeed, N. Sultana, C. C. W. Lim, and V. Makarov,
An optimal local model to practically emulate Bell inequalities
arXiv:1902.03197 [quant-ph]
A. Fedorov, I. Gerhardt, A. Huang, J. Jogenfors, Y. Kurochkin, A. Lamas-Linares, J.-Å. Larsson, G. Leuchs, L. Lydersen, V. Makarov, and J. Skaar,
Comment on ‘Inherent security of phase coding quantum key distribution systems against detector blinding attacks’ (2018 Laser Phys. Lett. 15 095203),
Laser Phys. Lett. 16, 019401 (2019).
PDF (149 KiB);
arXiv:1809.03911 [quant-ph]


A. Huang, S. Barz, E. Andersson, and V. Makarov,
Implementation vulnerabilities in general quantum cryptography,
New J. Phys. 20, 103016 (2018).
PDF (977 KiB);
arXiv:1805.06668 [quant-ph]
P. V. P. Pinheiro, P. Chaiwongkhot, S. Sajeed, R. T. Horn, J.-P. Bourgoin, T. Jennewein, N. Lütkenhaus, and V. Makarov,
Eavesdropping and countermeasures for backflash side channel in quantum cryptography,
Opt. Express 26, 21020 (2018).
PDF (2.4 MiB);
arXiv:1804.10317 [quant-ph]
A. Huang, S.-H. Sun, Z. Liu, and V. Makarov,
Quantum key distribution with distinguishable decoy states,
Phys. Rev. A 98, 012330 (2018).
PDF (476 KiB);
arXiv:1711.00597 [quant-ph]
H. Qin, R. Kumar, V. Makarov, and R. Alléaume,
Homodyne-detector-blinding attack in continuous-variable quantum key distribution,
Phys. Rev. A 98, 012312 (2018).
PDF (1.5 MiB);
arXiv:1805.01620 [quant-ph]
S. K. Joshi, J. Pienaar, T. C. Ralph, L. Cacciapuoti, W. McCutcheon, J. Rarity, D. Giggenbach, J. G. Lim, V. Makarov, I. Fuentes, T. Scheidl, E. Beckert, M. Bourennane, D. E. Bruschi, A. Cabello, J. Capmany, A. Carrasco-Casado, E. Diamanti, M. Dušek, D. Elser, A. Gulinatti, R. H. Hadfield, T. Jennewein, R. Kaltenbaek, M. A. Krainak, H.-K. Lo, Ch. Marquardt, G. Milburn, M. Peev, A. Poppe, V. Pruneri, R. Renner, C. Salomon, J. Skaar, N. Solomos, M. Stipčević, J. P. Torres, M. Toyoshima, P. Villoresi, I. Walmsley, G. Weihs, H. Weinfurter, A. Zeilinger, M. Żukowski, and R. Ursin,
Space QUEST mission proposal: experimentally testing decoherence due to gravity,
New J. Phys. 20, 063016 (2018).
PDF (1.4 MiB);
arXiv:1703.08036 [quant-ph]


Ø. Marøy, V. Makarov, and J. Skaar,
Secure detection in quantum key distribution by real-time calibration of receiver,
Quantum Sci. Technol. 2, 044013 (2017).
PDF (438 KiB);
arXiv:1611.07638 [quant-ph]
S. Sajeed, C. Minshull, N. Jain, and V. Makarov,
Invisible Trojan-horse attack,
Sci. Rep. 7, 8403 (2017).
PDF (1.2 MiB);
arXiv:1704.07749 [quant-ph]
P. Chaiwongkhot, S. Sajeed, L. Lydersen, and V. Makarov,
Finite-key-size effect in commercial plug-and-play QKD system,
Quantum Sci. Technol. 2, 044003 (2017).
PDF (433 KiB);
arXiv:1610.06876 [quant-ph]
J. G. Lim, E. Anisimova, B. L. Higgins, J.-P. Bourgoin, T. Jennewein, and V. Makarov,
Laser annealing heals radiation damage in avalanche photodiodes,
EPJ Quantum Technol. 4, 11 (2017).
PDF (1.7 MiB);
arXiv:1701.08907 [quant-ph]
C. J. Pugh, S. Kaiser, J.-P. Bourgoin, J. Jin, N. Sultana, S. Agne, E. Anisimova, V. Makarov, E. Choi, B. L. Higgins, and T. Jennewein,
Airborne demonstration of a quantum key distribution receiver payload,
Quantum Sci. Technol. 2, 024009 (2017).
PDF (1.5 MiB);
arXiv:1612.06396 [quant-ph]
E. Anisimova, B. L. Higgins, J.-P. Bourgoin, M. Cranmer, E. Choi, D. Hudson, L. P. Piche, A. Scott, V. Makarov, and T. Jennewein,
Mitigating radiation damage of single photon detectors for space applications,
EPJ Quantum Technol. 4, 10 (2017).
PDF (6.3 MiB);
arXiv:1702.01186 [physics.ins-det]


S. Sajeed, A. Huang, S. Sun, F. Xu, V. Makarov, and M. Curty,
Insecurity of detector-device-independent quantum key distribution,
Phys. Rev. Lett. 117, 250505 (2016).
PDF (1.4 MiB);
arXiv:1607.05814 [quant-ph]
A. Huang, S. Sajeed, P. Chaiwongkhot, M. Soucarros, M. Legré, and V. Makarov,
Testing random-detector-efficiency countermeasure in a commercial system reveals a breakable unrealistic assumption,
IEEE J. Quantum Electron. 52, 8000211 (2016).
PDF (2.8 MiB);
arXiv:1601.00993 [quant-ph]
V. Makarov, J.-P. Bourgoin, P. Chaiwongkhot, M. Gagné, T. Jennewein, S. Kaiser, R. Kashyap, M. Legré, C. Minshull, and S. Sajeed,
Creation of backdoors in quantum communications via laser damage,
Phys. Rev. A 94, 030302 (2016).
PDF (955 KiB);
arXiv:1510.03148 [quant-ph]


F. Xu, J. M. Arrazola, K. Wei, W. Wang, P. Palacios-Avila, C. Feng, S. Sajeed, N. Lütkenhaus, and H.-K. Lo,
Experimental quantum fingerprinting with weak coherent pulses,
Nat. Commun. 6, 8735 (2015).
PDF (490 KiB);
arXiv:1503.05499 [quant-ph]
F. Xu, K. Wei, S. Sajeed, S. Kaiser, S. Sun, Z. Tang, L. Qian, V. Makarov, and H.-K. Lo,
Experimental quantum key distribution with source flaws,
Phys. Rev. A 92, 032305 (2015).
PDF (415 KiB);
arXiv:1408.3667 [quant-ph]
S. Sajeed, P. Chaiwongkhot, J.-P. Bourgoin, T. Jennewein, N. Lütkenhaus, and V. Makarov,
Security loophole in free-space quantum key distribution due to spatial-mode detector-efficiency mismatch,
Phys. Rev. A 91, 062301 (2015).
PDF (1.1 MiB);
arXiv:1502.02785 [quant-ph]
S. Sajeed, I. Radchenko, S. Kaiser, J.-P. Bourgoin, A. Pappa, L. Monat, M. Legré, and V. Makarov,
Attacks exploiting deviation of mean photon number in quantum key distribution and coin tossing,
Phys. Rev. A 91, 032326 (2015).
PDF (1.8 MiB);
arXiv:1412.8032 [quant-ph]
N. Jain, B. Stiller, I. Khan, V. Makarov, Ch. Marquardt, and G. Leuchs,
Risk analysis of Trojan-horse attacks on practical quantum key distribution systems,
IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 21, 6600710 (2015).
PDF (4.8 MiB);
arXiv:1408.0492 [quant-ph]


N. Jain, E. Anisimova, I. Khan, V. Makarov, Ch. Marquardt, and G. Leuchs,
Trojan-horse attacks threaten the security of practical quantum cryptography,
New J. Phys. 16, 123030 (2014).
PDF (1.7 MiB);
arXiv:1406.5813 [quant-ph]
M. G. Tanner, V. Makarov, and R. H. Hadfield,
Optimised quantum hacking of superconducting nanowire single-photon detectors,
Opt. Express 22, 6734 (2014).
PDF (1.3 MiB);
arXiv:1305.5989 [quant-ph]
A. N. Bugge, S. Sauge, A. M. M. Ghazali, J. Skaar, L. Lydersen, and V. Makarov,
Laser damage helps the eavesdropper in quantum cryptography,
Phys. Rev. Lett. 112, 070503 (2014).
PDF (704 KiB);
arXiv:1310.8384 [quant-ph]
Q. Liu, A. Lamas-Linares, C. Kurtsiefer, J. Skaar, V. Makarov, and I. Gerhardt,
A universal setup for active control of a single-photon detector,
Rev. Sci. Instrum. 85, 013108 (2014).
PDF (898 KiB);
arXiv:1307.5951 [quant-ph]


X.-S. Ma, T. Herbst, T. Scheidl, D. Wang, S. Kropatschek, W. Naylor, B. Wittmann, A. Mech, J. Kofler, E. Anisimova, V. Makarov, T. Jennewein, R. Ursin, and A. Zeilinger,
Quantum teleportation over 143 kilometres using active feed-forward,
Nature 489, 269 (2012).
Link to journal version;
arXiv:1205.3909 [quant-ph]
Below are relevant papers published when the lab was located in Norway.


A. M. M. Ghazali, A. N. Bugge, S. Sauge, and V. Makarov,
Automated characterization of single-photon avalanche photodiode,
IIUM Eng. J. 12, no. 5, 97 (2011).
arXiv:1202.1591 [physics.ins-det]
L. Lydersen, M. K. Akhlaghi, A. H. Majedi, J. Skaar, and V. Makarov,
Controlling a superconducting nanowire single-photon detector using tailored bright illumination,
New J. Phys. 13, 113042 (2011).
arXiv:1106.2396 [quant-ph]
L. Lydersen, V. Makarov, and J. Skaar,
Comment on “Resilience of gated avalanche photodiodes against bright illumination attacks in quantum cryptography” [Appl. Phys. Lett. 98, 231104 (2011)],
Appl. Phys. Lett. 99, 196101 (2011);
Yuan et al. reply: ibid. 196102 (2011).
arXiv:1106.3756 [quant-ph].
Reply: PDF;
arXiv:1109.3149 [quant-ph]
S. Sauge, L. Lydersen, A. Anisimov, J. Skaar, and V. Makarov,
Controlling an actively-quenched single photon detector with bright light,
Opt. Express 19, 23590 (2011).
arXiv:0809.3408 [quant-ph]
I. Gerhardt, Q. Liu, A. Lamas-Linares, J. Skaar, V. Scarani, V. Makarov, and C. Kurtsiefer,
Experimentally faking the violation of Bell’s inequalities,
Phys. Rev. Lett. 107, 170404 (2011).
arXiv:1106.3224 [quant-ph]
Y.-S. Kim, Y.-C. Jeong, S. Sauge, V. Makarov, and Y.-H. Kim,
Ultra-low noise single-photon detector based on Si avalanche photodiode,
Rev. Sci. Instrum. 82, 093110 (2011).
arXiv:1105.0869 [physics.ins-det]
L. Lydersen, N. Jain, C. Wittmann, Ø. Marøy, J. Skaar, Ch. Marquardt, V. Makarov, and G. Leuchs,
Superlinear threshold detectors in quantum cryptography,
Phys. Rev. A 84, 032320 (2011).
arXiv:1106.2119 [quant-ph]
N. Jain, C. Wittmann, L. Lydersen, C. Wiechers, D. Elser, Ch. Marquardt, V. Makarov, and G. Leuchs,
Device calibration impacts security of quantum key distribution,
Phys. Rev. Lett. 107, 110501 (2011).
arXiv:1103.2327 [quant-ph]
I. Gerhardt, Q. Liu, A. Lamas-Linares, J. Skaar, C. Kurtsiefer, and V. Makarov,
Full-field implementation of a perfect eavesdropper on a quantum cryptography system,
Nat. Commun. 2, 349 (2011).
Link to journal version;
arXiv:1011.0105 [quant-ph]
L. Lydersen, J. Skaar, and V. Makarov,
Tailored bright illumination attack on distributed-phase-reference protocols,
J. Mod. Opt. 58, 680 (2011).
Link to journal version;
arXiv:1012.4366 [quant-ph]
L. Lydersen, V. Makarov, and J. Skaar,
Secure gated detection scheme for quantum cryptography,
Phys. Rev. A 83, 032306 (2011).
arXiv:1101.5698 [quant-ph]
C. Wiechers, L. Lydersen, C. Wittmann, D. Elser, J. Skaar, Ch. Marquardt, V. Makarov, and G. Leuchs,
After-gate attack on a quantum cryptosystem,
New J. Phys. 13, 013043 (2011).
arXiv:1009.2683 [quant-ph]


L. Lydersen, C. Wiechers, C. Wittmann, D. Elser, J. Skaar, and V. Makarov,
Thermal blinding of gated detectors in quantum cryptography,
Opt. Express 18, 27938 (2010).
arXiv:1009.2663 [quant-ph]
L. Lydersen, C. Wiechers, C. Wittmann, D. Elser, J. Skaar, and V. Makarov,
Hacking commercial quantum cryptography systems by tailored bright illumination,
Nat. Photonics 4, 686 (2010);
comment: ibid. 4, 800, reply: 801 (2010).
Link to journal version;
arXiv:1008.4593 [quant-ph].
Link to comment;
arXiv:1009.6130 [quant-ph].
Link to reply;
arXiv:1012.0476 [quant-ph]


V. Makarov,
Controlling passively quenched single photon detectors by bright light,
New J. Phys. 11, 065003 (2009).
arXiv:0707.3987 [quant-ph]


V. Makarov and J. Skaar,
Faked states attack using detector efficiency mismatch on SARG04, phase-time, DPSK, and Ekert protocols,
Quant. Inf. Comp. 8, 0622 (2008).


V. Makarov, A. Anisimov, and J. Skaar,
Effects of detector efficiency mismatch on security of quantum cryptosystems,
Phys. Rev. A 74, 022313 (2006);
erratum: ibid. 78, 019905 (2008).
PDF – includes erratum;


V. Makarov and D. R. Hjelme,
Faked states attack on quantum cryptosystems,
J. Mod. Opt. 52, 691 (2005).


V. Makarov, A. Brylevski, and D. R. Hjelme,
Real-time phase tracking in single-photon interferometers,
Appl. Opt. 43, 4385 (2004).


A. Vakhitov, V. Makarov, and D. R. Hjelme,
Large pulse attack as a method of conventional optical eavesdropping in quantum cryptography,
J. Mod. Opt. 48, 2023 (2001).
 Eve :(