¿Hacia dónde se dirigen las tecnologías modernas de distribución de claves cuánticas? El artículo analiza uno de los nuevos protocolos para la distribución de claves cuánticas, basado en agrupaciones aleatorias y mediciones de estados de Bell. Usando su ejemplo, se propone pensar en el futuro de la criptografía cuántica.
Si las palabras qubit y Bell te horrorizan, te recomiendo mirar debajo del spoiler y leer un breve trasfondo teórico. Si está familiarizado con los términos de la informática cuántica, puede ir directamente al protocolo (aunque no será superfluo refrescar sus conocimientos).
Introducción teórica
¿Qué es un qubit?
Considere algún sistema cuántico de dos niveles, ejemplos de los cuales pueden ser un fermión con spin s = 0.5 o el estado de polarización de un campo electromagnético (fotón). Formalmente, tal sistema se describe mediante el espacio de Hilbert de dos estados cuánticos . De acuerdo con el principio de superposición, el estado normalizado más general en este espacio de Hilbert se puede representar como:
(.: qubit, quantum bit). , , . , , 0 1.
. a b 4 . , , . . 2 . , :
, .
, . — , , . , — . , , φ+, :
, , 00 11 . , , 0 1, .
, , , — . , 0, 1, , . - , . , 0, , 00 — , 0. , , .
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. (.: 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.
Aquí no habrá conclusiones inequívocas, sugiero dejar la final abierta. En este momento, tanto en la ciencia como en la industria, se han formado dos grupos principales: a favor y en contra de los "cuantos". ¿A que grupo perteneces? ¿Crees que hay futuro para la criptografía cuántica y QKD en particular?
PD: Me complacería tener una discusión abierta, comentarios y sugerencias.