
Para onde estão indo as modernas tecnologias de distribuição quântica de chaves? O artigo discute um dos novos protocolos para distribuição de chaves quânticas, com base em agrupamentos aleatórios e medições dos estados de Bell. Usando seu exemplo, propõe-se pensar sobre o futuro da criptografia quântica.
Se as palavras qubit e Bell afirma o horroriza, recomendo olhar sob o spoiler e ler um breve histórico teórico. Se você estiver familiarizado com os termos da informática quântica, poderá ir diretamente ao protocolo (embora não seja supérfluo atualizar seu conhecimento).
Introdução teórica
O que é um qubit?
Considere algum sistema quântico de dois níveis, exemplos dos quais podem ser um férmion com spin s = 0,5 ou o estado de polarização de um campo eletromagnético (fóton). Formalmente, tal sistema é descrito pelo espaço de Hilbert de dois estados quânticos . De acordo com o princípio de superposição, o estado normalizado mais geral neste espaço de Hilbert pode ser representado como:

(.: 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.
Não haverá conclusões inequívocas aqui, sugiro deixar a final aberta. No momento, na ciência e na indústria, dois grupos principais se formaram: a favor e contra os "quanta". A qual grupo você pertence? Você acha que há um futuro para a criptografia quântica e QKD em particular?
PS Eu ficaria feliz em ter uma discussão aberta, comentários e sugestões.