Wohin gehen moderne Quantenschlüsselverteilungstechnologien? Der Artikel beschreibt eines der neuen Protokolle für die Quantenschlüsselverteilung basierend auf zufälligen Gruppierungen und Messungen von Bell-Zuständen. Anhand seines Beispiels wird vorgeschlagen, über die Zukunft der Quantenkryptographie nachzudenken.
Wenn die Worte Qubit und Bell-Staaten Sie entsetzen, empfehle ich, unter den Spoiler zu schauen und einen kurzen theoretischen Hintergrund zu lesen. Wenn Sie mit den Begriffen der Quanteninformatik vertraut sind, können Sie direkt zum Protokoll gehen (obwohl es nicht überflüssig ist, Ihr Wissen aufzufrischen).
Theoretische Einführung
Was ist ein Qubit?
Betrachten Sie ein zweistufiges Quantensystem, von dem Beispiele eine Fermion mit Spin s = 0,5 oder der Polarisationszustand eines elektromagnetischen Feldes (Photon) sein können. Formal wird ein solches System durch den Hilbert-Raum zweier Quantenzustände beschrieben . Nach dem Prinzip der Überlagerung kann der allgemeinste normalisierte Zustand in diesem Hilbert-Raum wie folgt dargestellt werden:
(.: 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.
Es wird hier keine eindeutigen Schlussfolgerungen geben, ich schlage vor, das offene Finale zu verlassen. Derzeit haben sich sowohl in der Wissenschaft als auch in der Industrie zwei Hauptgruppen gebildet: für und gegen "Quanten". Zu welcher Gruppe gehörst du? Glauben Sie, dass Quantenkryptographie und insbesondere QKD eine Zukunft haben?
PS Ich würde mich über eine offene Diskussion, Kommentare und Vorschläge freuen.