Çfarë është Kriptografia Kuantike?

Kriptografia kuantike i referohet sistemeve kriptografike që mbështeten në efektet dhe vetitë mekanike kuantike për të kryer detyra kriptografike. Kjo është në kontrast me kriptografinë klasike të përdorur në kompjuterët modernë. Një kërkesë themelore e kriptografisë kuantike është përdorimi i një kompjuteri kuantik; nuk mund të kryhet duke përdorur një kompjuter standard.

QKD

Fusha kryesore në kriptografinë kuantike është QKD. QKD do të thotë Shpërndarja kuantike e çelësit. Në vend që të përdorë një proces enkriptimi plotësisht kuantik, QKD përdor efekte kuantike për të shpërndarë në mënyrë të sigurt një çelës kriptimi klasik. Kjo do të thotë se vetëm një sistem komunikimi kuantik i provuar i sigurt duhet të zhvillohet dhe jo algoritme kuantike shumë më komplekse. Gjithashtu redukton kërkesat fizike; teknikisht, vetëm një kartë rrjeti kuantike do të kërkohej në një kompjuter normal dhe jo në një kompjuter të tërë kuantik.

Mekanika kuantike është e arsyeshme për zhvillimin e sistemeve të sigurta të komunikimit kuantik. Ka mënyra për të komunikuar me kanalet kuantike të komunikimit që një palë e tretë e paautorizuar nuk mund t'i monitorojë pa qenë e dallueshme kjo ndërhyrje.

Siguria e një kanali komunikimi kuantik gjithashtu mund të reduktohet në disa kërkesa shumë minimale. Një kusht i tillë është që dy palët legjitime të kenë një mënyrë për të vërtetuar njëra-tjetrën. Një kërkesë tjetër është thjesht që të zbatohen ligjet e mekanikës kuantike.

Çështja kryesore për QKD vjen nga vështirësia e transmetimit të informacionit kuantik në distanca të konsiderueshme. Hulumtimi aktual lejon norma të përshtatshme të marrëveshjes kryesore mbi fibrat optike deri në 550 km. Përtej kësaj distance, nevojiten përsëritës kuantikë për të siguruar që sinjali të mos humbasë në zhurmë. Për më tepër, rutimi i komunikimeve kuantike mbi një internet kuantik do të ishte sfidues. Sistemet aktuale të testimit priren të jenë pikë-për-pikë.

Fusha të tjera të kërkimit

Efektet kuantike mund të përdoren në fushën e llogaritjes kuantike mosbesuese. Këtu, dy palë mund të bashkëpunojnë pa i besuar njëra-tjetrës. Sistemi kuantik mund të projektohet në mënyrë që të dyja palët të mund të provojnë se tjetra po mashtronte. Këto metoda, megjithatë, mbështeten gjithashtu në efektet jo-kuantike siç është relativiteti special.

Hulumtimet janë duke vazhduar në fusha të tjera, të tilla si kërkesa që një marrës të jetë në një vendndodhje të caktuar fizike edhe nëse dy kundërshtarë bashkëpunojnë. Skema të tjera përpiqen të detyrojnë edhe marrësit aktivisht të pandershëm që të kenë nevojë të jenë të ndershëm duke zbatuar kërkesat dërrmuese të sistemit për aftësinë për të qenë mashtrues. Pjesa më e madhe e këtij lloji të punës ka treguar dobësi në zbatimet aktuale kuantike, por ka lënë derën e hapur për kërkime të ardhshme në një fushë shumë të re.

Komunikimi kuantik kërkon disa gjëra për të qenë vërtet i sigurt. Së pari, transmetimet optike duhet të jenë në gjendje të dërgojnë fotone të vetme. Sistemet aktuale priren të përdorin lazer që dërgojnë fotone të shumta. Teorikisht, një kundërshtar mund të përgjojë një nga shumë fotone pa lënë gjurmë. Megjithatë, ka kërkime premtuese në zhvillimin e burimeve të vetme fotonike.

Së dyti, detektorët e fotoneve vuajnë nga ndryshimet e bazuara në tolerancën e prodhimit, të cilat hapin një dritare për një përgjues që të injektohet në rrjedhën e komunikimit pa u zbuluar. Kjo çështje është e pamundur të zgjidhet plotësisht pa toleranca pafundësisht të ngushta, një kërkesë e pamundur.

konkluzioni

Kriptografia kuantike i referohet kriptografisë që përdor efektet mekanike kuantike. Fusha kryesore aktuale është Shpërndarja e Çelësave Kuantike, e cila përdor metoda të komunikimit kuantik për të transmetuar çelësat klasikë të enkriptimit. Kriptografia kuantike nuk duhet të ngatërrohet me kriptografinë post-kuantike.