Où vont les technologies modernes de distribution de clés quantiques? L'article traite de l'un des nouveaux protocoles de distribution de clés quantiques, basé sur des regroupements aléatoires et des mesures des états de Bell. En utilisant son exemple, il est proposé de réfléchir à l'avenir de la cryptographie quantique.
Si les mots qubit et Bell vous horrifient, je vous recommande de regarder sous le spoiler et de lire un bref historique théorique. Si vous connaissez les termes de l'informatique quantique, vous pouvez accéder directement au protocole (bien qu'il ne soit pas superflu de rafraîchir vos connaissances).
Introduction théorique
Qu'est-ce qu'un qubit?
Considérons un système quantique à deux niveaux, dont des exemples peuvent être un fermion avec un spin s = 0,5 ou l'état de polarisation d'un champ électromagnétique (photon). Formellement, un tel système est décrit par l'espace de Hilbert de deux états quantiques . Conformément au principe de superposition, l'état normalisé le plus général dans cet espace de Hilbert peut être représenté par:
(.: qubit, quantum bit). , , . , , 0 1.
. a b 4 . , , . . 2 . , :
, .
, . — , , . , — . , , φ+, :
, , 00 11 . , , 0 1, .
, , , — . , 0, 1, , . - , . , 0, , 00 — , 0. , , .
, , . , , — , . — , . , .
. (.: Quantum Key Distribution, QKD) — , . , , , , , .
. QKD 1984 . BB84 . QKD, E91, --.
QKD (.: Bell States Measurement, BSM). 2008, . QKD, , . , . .
, . () , , (). . , , , .
, 1 4. , 1 2, 3 4 . 1 3, 2 4 . φ- φ+, :
, , , . , . , , . .
1. . , , . P . ( , ). , .
2. . .
3. . . .
4. . P. , True 5 1 . , False, 1 .
5. . c 1 4 , R ( ). RA RB . RA CA, . CB RB.
6. . CB DB DB . DA DB. , 7; , 1 .
7. . R'A R'B, . , R'A = R'B, R'A — RA CA, R'B.
, . , QKD .
QKD () . , — . pd = 1 - 10-9, :
, , .
QKD . - 2007 140 BB84. , - . , 2017 .
: ID Quantique, MagiQ Technologies Inc. . 2004 . 2013 QKD, ID Quantique, . 2019 .
.
QKD
, , . QKD.
Il n'y aura pas de conclusions sans équivoque ici, je suggère de laisser la finale ouverte. À l'heure actuelle, tant dans la science que dans l'industrie, deux groupes principaux se sont formés: pour et contre les «quanta». A quel groupe appartenez-vous? Pensez-vous qu'il y a un avenir pour la cryptographie quantique et le QKD en particulier?
PS Je serais heureux d'avoir une discussion ouverte, des commentaires et des suggestions.