Кто читает:: Базовая кафедра квантовых технологий Института общей физики им. А.М. Прохорова РАН

Статус:: Курс обязательный

Когда читается:: 4-й курс, 1 модуль

Преподаватель

Молотков Сергей Николаевич

Полная версия программы учебной дисциплины Задать вопрос

Аннотация

Одноразовые ключи. Критерий Шеннона абсолютной секретности. Квантово-механические запреты на копирование неизвестного квантового состояния. Основные стадии квантовых протоколов распределения ключей. Источники, детекторы, носители. Существующие достижения в квантовой криптографии. Основные протоколы квантового распределения ключей и их реализации: BB84, B92, E91, SARG04, фазово-временное кодирование, дифференциально-фазовое кодирование. Релятивистское квантовое распределение ключей через открытое пространство с синхронизацией и без синхронизации часов на приемной и передающей стороне. Релятивистские квантово-механические запреты на копирование квантовых состояний. Основы математического аппарата. Определение и критерии секретности. Критическая ошибка протоколов квантового распределения ключей. Достижимая информация подслушивателя. Связь с квантовыми пропускными способностями. Индивидуальные и коллективные измерения в квантовой криптографии. Множественность атак подслушивателя, связь атак с пропускными способностями квантового канала. Фундаментальная граница Холево для достижимой классической информации. Исправление ошибок в первичных ключах в квантовой криптографии. Классические энтропии Реньи и их роль в квантовой криптографии. Усиление секретности – классический вариант. Универсальные хэш-функции второго рода, использование в процедурах усиления секретности и коррекции ошибок.

Цель освоения дисциплины

В семестровом курсе «Квантовая криптография» изучаются основы квантовой криптографии, необходимые для чтения и понимания литературы по данной тематике

Планируемые результаты обучения

Представляет результаты проведенных физико-математических и прикладных исследований в виде конкретных рекомендаций, выраженных в терминах предметной области
Использует знания современных проблем и новейших достижений физики в научно-исследовательской работе
Анализирует, верифицирует, оценивает полноту информации в ходе профессиональной деятельности, при необходимости восполнять и синтезировать недостающую информацию
Проводит научные эксперименты и/или теоретические (аналитические и имитационные) исследования для их решения поставленных профессиональных задач

Содержание учебной дисциплины

1. Одноразовые ключи. Критерий Шеннона абсолютной секретности. Квантово-механические запреты на копирование неизвестного квантового состояния. Основные стадии квантовых протоколов распределения ключей
2. Существующие достижения в квантовой криптографии. Основные протоколы квантового распределения ключей и их реализации: BB84, B92, E91, SARG04, фазово-временное кодирование, дифференциально-фазовое кодирование
3. Релятивистское квантовое распределение ключей через открытое пространство с синхронизацией и без синхронизации часов на приемной и передающей стороне
4. Релятивистские квантово-механические запреты на копирование квантовых состояний.
5. Множественность атак подслушивателя, связь атак с пропускными способностями квантового канала. Фундаментальная граница Холево для достижимой классической информации
6. Исправление ошибок в первичных ключах в квантовой криптографии. Классические энтропии Реньи и их роль в квантовой криптографии
7. Усиление секретности – классический вариант. Универсальные хэш-функции второго рода, использование в процедурах усиления секретности и коррекции ошибок

Элементы контроля

Эссе
Домашнее задание

Промежуточная аттестация

2024/2025 1st module
0.5 * Домашнее задание + 0.5 * Эссе

Список литературы

Авторы

Панкратова Елена Игоревна
Молотков Сергей Николаевич

Бакалаврская программа «Физика»

Контакты

Квантовая криптография

Преподаватель

Программа дисциплины