100 likes | 302 Views
Jak fotony pomagaj ą szyfrować?. Konrad Banaszek Instytut Fizyki Uniwersytet Miko łaja Kopernika w Toruniu E-mail: kbanasz@fizyka.umk.pl. Polaryzacja światła. Fotopowielacz. Fotokatoda. Anoda. Dynody. Polaryzacja pojedynczego fotonu. Prawdopodobieństwo przejścia : odbicia :.
E N D
Jak fotony pomagają szyfrować? Konrad Banaszek Instytut FizykiUniwersytet Mikołaja Kopernikaw Toruniu E-mail: kbanasz@fizyka.umk.pl
Fotopowielacz Fotokatoda Anoda Dynody
Polaryzacja pojedynczego fotonu • Prawdopodobieństwo • przejścia: • odbicia:
Rozróżnialność I Przypuśćmy, że chcemy dowiedzieć się, czy foton został przygotowany w polaryzacji czy też . Polaryzacje ortogonalne możemy łatwo odróżnić za pomocą polaryzatora.
A co z parą polaryzacji i ? Rozróżnialność II To musiała być! Polaryzacja diagonalnajest złożeniem („superpozycją”)polaryzacji pionowej i poziomej: To mogła być zarównojak i
C. H. Bennett, Phys. Rev. Lett. 68, 3121 (1992) Kryptografia kwantowa Alicja Bob obraca polaryzator losowo o 00 lub 450 Bob Alicja losowo przygotowuje foton w stanie lub Kliknięcie detektora jednoznacznie identyfikuje foton!
Generacja klucza × + + + + × + × × × × Bob ustawia… …i mierzy: do Alicji: 1 0 1 0 1 Wartość bitu Alicja i Bob otrzymują ciąg zer i jedynek, który jest znany tylko im,i może być przez nich wykorzystany jako klucz kryptograficzny.
Szyfrowanie ALICJA BOB
Podsłuch? • Z zasady, pomiar kwantowy wprowadza zaburzenie • Kwantowy zakaz klonowania: nie można przygotować dwóch identycznych replik nieznanego stanu kwantowego • Podsłuchujący nie zna z wyprzedzeniem ustawień Boba; jeśli będzie używać własnych ustawień i generować foton dla Boba zgodnie z otrzymanym wynikiem pomiaru, wprowadzi to niezgodności w kluczach Alicji i Boba • W ogólności, Alicja i Bob mogą wykryć każdą próbę podsłuchu poprzez porównanie fragmentów klucza