Теперь Кью работает в режиме чтения

Мы сохранили весь контент, но добавить что-то новое уже нельзя

Зачем нужна квантовая связь?

ТехнологииФизика+2
Ivan K.
  ·   · 11,2 K
кандидат физико-математических наук, математик, ис...  · 2 мая 2021  · novikovlabs.ru

Речь о квантовой связи активизировалась после открытия алгоритма Шора быстрой факторизации чисел.

Существующие криптографические алгоритмы типа RSA основаны на сложности вычислений, что зная ключ - мы можем быстро расшифровать сообщение, а не зная ключа - мы будем расшифровывать его столько, что сообщение потеряет всякую актуальность.

Этот алгоритм основан на том, что перемножить простые числа одно на другое - быстрая операция, если мы знаем оба числа. Поделить большое произведение на один простой делитель - тоже простое действие. А вот разложить большое число на простые множители - задача вычислительно сложная. Но так только в допущении, что у нас есть вычислительная система эквивалентная обыкновенной машине Тьюринга.

А вот если у нас в расположении есть квантовая машина Тьюринга - то задача разложения становится тоже простой. Возникает проблема - как уйти от этой неурядицы, если квантовый компьютер начинает ломать наши системы безопасности. Для этого есть три варианта:

1) почему бы тогда вообще не создавать квантовых ВМ?

2) придумывать альтернативный способ шифрования в рамках классических систем, основанный на каких-то других принципах сложности задач, то есть чтобы задача расшифровки без ключа оставалась сложной и на квантовом компьютере?

3) поменять парадигму как-нибудь так, чтобы перехват сообщения был вообще недопустим.

На первый вопрос ответ никто не ищет, даже наоборот. Почему? Потому что, например, есть далеко не единственная задача, которую ВМ делает быстрее, а целые классы задач, основанные на квантовых преобразованиях Фурье, например. Так что получив квантовую ВМ - мы сможем решать быстрее целую кучу полезных задач, в том числе, потенциально, комбинаторной оптимизации, которая уж очень бывает вычислительно сложна, а это сулит выгоды не просто корпорациям, но вообще всему миру.

Так что первый вариант не рассматривается.

А рассматривается два других, второй и третий.

Второй, к сожалению, требует достаточно нетривиальных усилий в обмозговании этого дела - это попытка решения чистой силой мысли и на этом пути тоже. как будто бы, есть некоторые успехи.

Третий - это как раз квантовая связь. Из-за т.н. "запрета клонирования" (фундаментального физического запрета) невозможно одновременно сделать так, чтобы по квантовому каналу связи сообщение и было перехвачено, и при этом адресат не заметил бы, что оно было перехвачено. Это фундаментально другой способ передачи информации, который исключает возможность незаметного перехвата как такового.

Очевидно, что в принципе, нет большой разницы как проблема решится. Может ведь, чисто теоретически, так случиться, что достаточно производительных квантовых ВМ так и не создадут (хотя всем хочется). Тогда по большому счету и вторые две задачи не надо будет решать. Но с другой стороны, вдруг если создадут, да еще и подпольно, и вы не будете об этом знать? Тогда лучше быть надежно вооруженным? Вот поэтому и занимаются защитой до появления реальной угрозы.

3 эксперта согласны
Первый
Кандидат физико-математических наук, руководитель...  · 29 дек 2016
Квантовая физика предлагает нам принципиально новый способ защиты информации, надёжность которого основана не на сложности решения какой-либо математической задачи, а на фундаментальных законах природы. Практическая реализация... Читать далее
Да, все правильно, только на данный момент оборудование не обеспечивает идеальное состояние канала в силу чего... Читать дальше
Первый
Кандидат физико-математических наук, доцент...  · 29 дек 2016
Объяснить принцип работы квантовой связи можно только на языке квантовой механики - и коротко сказать об этом не получится. Если говорить в общих чертах, то квантовая связь основана на использовании криптографии, то есть... Читать далее
Получиться. Когда натягивается носок на левую ногу, второй автоматически становиться правым. Притом моментально. И... Читать дальше
Людям нужна быстрая и надёжная связь. Возможно, будущие технологии связи будут использовать открытия квантовой механики, и такую связь можно будет назвать квантовой. Что касается квантовой криптографии, то простым людям она не... Читать далее