Бакалавриат
2024/2025
Квантовая криптография
Статус:
Курс обязательный (Физика)
Направление:
03.03.02. Физика
Где читается:
Факультет физики
Когда читается:
4-й курс, 1 модуль
Формат изучения:
без онлайн-курса
Охват аудитории:
для своего кампуса
Преподаватели:
Молотков Сергей Николаевич
Язык:
русский
Кредиты:
5
Программа дисциплины
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
