Методы и средства криптографической защиты информации. Жданов О.Н - 243 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

СибГАУ | Красноярск

Составители: 

Рубрика: 

62
1. Невозможно измерить систему, не внеся в нее изменения;
2. Невозможно одновременно определить координаты и момент частицы
со сколь угодно высокой точностью;
3. Невозможно измерить поляризацию фотона одновременно в
горизонтально-вертикальном и диагональном базисах;
4. Невозможно скопировать неизвестное квантовое состояние.
Но эти ограничения оказываются фундаментом для создания систем
квантового распределения ключей
, т.е. для создания систем Вернама.
Главным отличием классической информатики от квантовой является
возможность копировать информацию. В квантовой информатике,
вследствие того что она базируется на квантовой физике, копирование
неизвестного состояния – невозможно. Копирование информации в данном
случае эквивалентно измерению состояния системы, а это в свою очередь
изменяет состояние системы, т.е. «
разрушает» исходное состояние.
Вуттерс и Цурек в 1982 году доказали теорему о невозможности
копирования неизвестного состояния.
Пусть ψ – исходное состояние кубита, |b> - подготовленный кубит,
«чистый лист», на который будет происходить копирование, |0> - исходное
состояние копировальной машины. Идеальная машина должна произвести
ψ
⊗
|b>
⊗
|0>→ψ
⊗
ψ
⊗
|f
ψ
>, где |f
ψ
> - конечное состояние копировальной
машины, которое, вероятно, будет зависеть от ψ. В обозначениях протокола
ВВ84 это можно записать |↑,b,0>→|↑,↑,f
↑
> и |↓,b,0>→|↓,↓,f
↓
>. Здесь ↓,↑,
←,→ - это квантовый “1” и “0”. ↓ и ← соответствуют “0” соответственно в
горизонтально-вертикальном и диагональном базисах, а ↑ и → - “1” в тех же
базисах.
Но тогда |→,b,0>=(1/2)
-1/2
(|↑>+|↓>)⊗|b,0>→(1/2)
-1/2
(|↑,↑,f
↑
>+|↓,↓,f
↓
>).
Мы видим, что конечное состояние отличается от идеальной копии
|→,→,f
→
>, при любых |f
ψ
>. Следовательно, невозможно создать идеальную
квантовую копию, т.к. не может существовать идеальная квантовая
копировальная машина.
Хотя квантовая криптография и является одним из самых разработанных в
прикладном плане направлений квантовой физике, все еще остается
множество нерешенных задач. Такими задачами можно назвать – усиление
секретности, увеличение достоверности, коррекция ошибок, создание
повторителей, усилителей,
передача кубитов на большие расстояния.
К одним из самых перспективных направлений можно отнести
исследования квантовой телепортации, создание воздушных квантовых
каналов, изучение использования спутников, как источников связанных
кубитов.
Контрольные вопросы и задания

Страницы