Challenges
Datasets
Workspaces
Papers
Discussions
Leaderboard
Log inSign up
Challenges
Datasets
Workspaces
Papers
Discussions
Leaderboard
Blog
Job Board
Q3AS

© 2026 Aqora Quantum S.A.S.

TermsPrivacyLegal Notice

Kahe osapoolega turvaline ühisarvutus: efektiivne Beaveri kolmikute genereerimine

Pille Pullonen

Published Jan 1, 2013• 0 citations
OpenAlex

Abstract

Töö kombineerib erinevaid ideid, et saavutada aktiivses mudelis turvalist kahe osapoolega ühisarvutust. Töö käigus defineerime Sharemindi raamistikku kaks uut turvaala. Kasutame aditiivset ühissalastust, sõnumiautentimisskeeme, aditiivselt homomorfset krüptosüsteemi ning nullteadmustõestusi. Protokollistikud jagame kahte osasse, vastavalt ettearvutamise ja töö faas. Ettearvutamise ajal valmistatakse ette juhuslikke väärtusi, mis võimaldavad töö faasis arvutusi kiirendada. Eelkõige keskendume korrutamise jaoks vajalike Beaveri kolmikute genereerimisele.

Related papers

Kvanttilaskenta ja koherenssi resurssina

Niko-Pekka Sainio

Kvanttilaskennan eräs ongelma on kvanttisysteemien herkkyys ulkopuolisille vaikutuksille, eli dekoherenssille. Tämä tekee systeemin koherenssista resurssin, jota voidaan käyttää suorittamaan haluttuja toimintoja. Tutkielma alkaa johdannolla lineaarialgebraan ja kvanttimekaniikan perusteisiin, jotta kvanttilaskentaa voidaan mallintaa. Tätä seuraava osuus käsittelee kvanttilaskentaa ja alkaa esittelemällä kubitit, korostaen näiden ja klassisten bittien eroavaisuuksia. Lisäksi esitellään intuitiivinen tapa ajatella yksittäisiä kubitteja, Blochin pallo. Osio jatkuu esittelemällä kvanttiportit jälleen korostaen näiden eroavaisuuksia klassisisiin portteihin. Tämän jälkeen käsitellään kvanttilaskennan erittäin oleellinen eroavaisuus klassisen laskennan välillä, nimittäin mittaus, joka muuttaa alla olevan kvanttisysteemin tilaa ja täten vaikuttaa kvanttilaskennan tulokseen, mikäli mittaus tehdään kesken laskennan. Osuus päätetään esittelemällä yleisesti käytetty tapa mallintaa kvanttilaskentaa, kvanttipiirit. Kolmannessa osiossa kehitellään kvanttilaskennalle universaalien kvanttiporttien käsite. Tarkastelu aloitetaan kaksitasoisilla matriiseilla, jotka myöhemmin samaistetaan kvanttiportteihin. Osiossa myös kehitellään Blochin pallosta intuitiota kvanttiportteja vastaaviin kiertoihin. Tämän jälkeen esitetään tapa luoda mikä tahansa yhden kubitin portti kahdella kierrolla. Seuraavaksi osoitetaan, että tällaisella porttijoukolla ja kontrolloidulla NOT-portilla voidaan luoda mikä tahansa kvanttiportti. Lopuksi muodostetaan universaali porttijoukko. Lopuksi käydään koherenssin resurssiteoriaa. Ensiksi käydään vaaditut valmistelut kvanttioperaattoreista ja kvanttisysteemin entropiasta, jota varten esitellään von Neumannin entropia. Tämän jälkeen erotellaan kvanttisysteemin epäkoherentit tilat ja operaatiot koherenteista tiloista ja operaatioista sekä osoitetaan, että epäkoherenteilla operaatioilla ja yhdellä maksimaalisesti koherentilla kubitilla voidaan luoda mikä tahansa kvanttiportti. Lopuksi todistetaan, että systeemin tiheysmatriisin ja tiheysmatriisin diagonaalin välinen suhteellinen entropia on koherenssimitta.

•Jan 1, 2024•0 citations

Kvanttisalaus : Turvaprotokollat ja käytännön sovellukset

Taisto Tammilehto

Tämän kandidaattitutkielman tavoitteena on antaa yleiskatsaus kvanttisalauksesta. Tutkielmasta tekee merkittävän suomenkielisen kirjallisuuden puute kvanttimekaniikan sovelluksista, kvanttilaskennasta ja etenkin kvanttisalauksesta. Kvanttilaskennan yleistyessä klassiset salausmenetelmät joutuvat kohtaamaan uudenlaisia hyökkäysriskejä. Tutkielma osoittaa lukijalle miksi klassiset kryptografiset menetelmät eivät ole tehokkaita kvanttilaskennallisia menetelmiä vastaan. Tutkielmassa korostuu kvanttisalauksen tärkeys yhteiskunnassa tulevaisuuden tietoturvan takaamiseksi. Tämä kirjallisuuskatsaus tutkii kvanttisalausta yleisestä näkökulmasta ja pyrkii antamaan lukijalle kattavan kuvauksen kvanttisalauksesta syventymättä aiheen matemaattiseen perustaan. Kvanttisalaus on kansainvälisesti laajasti tutkittu aihe, josta on olemassa runsas englanninkielinen kirjallisuus. Tässä tutkielmassa kootaan yhteen kvanttisalausta käsittelevää kirjallisuutta ja vertaillaan kahta eri turvaprotokollaa. Tutkielmassa osoitetaan, kuinka kvanttimekaniikka on kytköksissä kvanttilaskentaan ja kvanttisalaukseen. Kvanttisalaukseen syvennytään tarkastelemalla kvanttikanavien toteutusta kvanttisalausjärjestelmässä. Turvaprotokollia vertaillaan keskenään ja lopuksi tarkastellaan BB84-turvaprotokollan implementointia kvanttisalausjärjestelmässä. Kvanttisalauksen toteutusta tutkimalla tämä kirjallisuuskatsaus antaa selkeän kuvan kvantti-salausjärjestelmistä ja niiden käytännön sovelluksista. Kvanttilaskentaa on tutkittu pitkään ja useat läpimurrot kuten Shorin ja Groverin algoritmit julkaistiin jo 1900-luvun loppupuolella. Kirjallisuuskatsauksessa tutkitaan tämän vuoksi niin vanhoja kuin uusiakin julkaisuja. Tutkielman tulokset osoittavat kvanttisalauksen olevan lupaava teknologia, joka voi mullistaa kryptografian alan tulevaisuudessa. Kvanttitietokoneiden mahdollinen vaikutus nykyiseen kryptografiseen infrastruktuuriin on vakava huolenaihe, joka ansaitsee laajaa huomiota. Viimeaikaiset hyökkäykset kuten psykoterapiakeskus Vastaamoon ja Helsingin kaupunkiin kohdistuneet tietomurrot osoittavat, että vihamielisistä tekijöistä ei ole puutetta. Tutkielman tulokset ilmaisevat tarvetta luoda selkeä suunnitelma nykyisen yhteiskunnan tietoturvajärjestelmien vahvistamiseksi kvanttilaskennan mahdollistamia hyökkäyksiä vastaan

•Jan 1, 2024•0 citations

Tietoturva ja kvanttiturvalliset toteutukset ajoneuvoissa

Oiva Kupila

Kvanttilaskennan yleistyminen tuo ongelmia ajoneuvojen tietoturvallisuuteen, sillä kvanttilaskennalla on mahdollista murtaa ajoneuvojen nykyisin käyttämät salausprotokollat. Kvanttilaskentaa ei toistaiseksi ole tarjolla kaupallisilla markkinoilla, mutta kiihtyvän kehityksen takia on vain ajan kysymys milloin kvanttilaskentaa voidaan myydä kuluttajille ja alkaa hyödyntäämään myös laittomiin aikeisiin. Tutkielmassa käsitellään millaista vaaraa kvanttilaskennan yleistymisestä syntyy erilaisille ajoneuvoille ja mikä olisi toimiva keino paikata kvanttilaskennan tuomia tietoturva-aukkoja käyttäen kvanttiturvallisia protokollia. Tutkielmassa pohditaan myös kuinka ajoneuvovalmistajat ovat varautuneet kvanttilaskennan tuomiin uhkiin ja kuinka valmiita ne ovat siirtymään käyttämään kvanttiturvallisia menetelmiä. Tutkielma on toteutettu kirjallisuuskatsauksena. Tulokset näyttävät, että kvanttilaskennan yleistyminen vaarantaa koko tietyn ikäisen ajoneuvokannan. Kävi myös ilmi, että hilarakenteiseen kryptografiaan pohjautuvat ratkaisut ovat suosituimpia kehitteillä olevia salausprotokollia ja ajoneuvoteollisuus on valmis siirtymään kvanttiturvallisiin protokolliin standradoinnin valmistuessa.

•Sep 14, 2026•0 citations

Efficient multiparty computation secure against covert and active adversaries

Alisa Pankova

Turvaline ühisarvutus on tänapäevase krüptograafia üks tähtsamaid kasutusviise, mis koondab elegantsed matemaatilised lahendused praktiliste rakenduste ehitamiseks, võimaldades mitmel erineval andmeomanikul sooritada oma andmetega suvalisi ühiseid arvutusi, ilma neid andmeid üksteisele avaldamata. \nPassiivse ründaja vastu turvalised protokollid eeldavad, et kõik osapooled käituvad ausalt. Aktiivse ründaja vastu turvalised protokollid ei lekita privaatseid andmeid sõltumata ründaja käitumisest. Käesolevas töös esitatakse üldine meetod, mis teisendab passiivse ründaja vastu turvalised ühisarvutusprotokollid turvaliseks aktiivse ründaja vastu. Meetod on optimeeritud kolme osapoolega arvutusteks üle algebraliste ringide; praktikas on see väga efektiivne mudel, mis teeb reaalse maailma rakendused teostatavateks. Meetod lisab esialgsele arvutusprotokollile täitmisjärgse verifitseerimisfaasi, mis muudab valesti käitunud osapooltel vahelejäämise vältimise tõenäosuse kaduvväikseks, säilitades esialgse protokolli turvagarantiid. \nLisaks uurib käesolev töö rünnete uut eesmärki, mis seisneb mingi ausa osapoole vaate manipuleerimises sellisel viisil, et ta saaks midagi teada teise ausa osapoole privaatsete andmete kohta. Ründaja ise ei tarvitse seda infot üldse teada saada. Sellised ründed on olulised, sest need kohustavad ausat osapoolt tühjendama oma süsteemi teiste osapoolte andmetest, kuid see ülesanne võib olla päris mittetriviaalne. Eelnevalt pakutud verifitseerimismehhanisme täiendatakse nii, et privaatsed andmed oleksid kaitstud ka ausate osapoolte eest. \nPaljud ühisarvutusplatvormid on varustatud programmeerimiskeelega, mis võimaldab kirjutada privaatsust säilitavaid rakendusi ilma allolevale krüptograafiale mõtlemata. Juhul, kui programm sisaldab tingimuslauseid, kus arvutusharu valik sõltub privaatsetest andmetest, ei tohi ükski osapool haru valikust midagi teada, nii et üldjuhul peavad osapooled täitma kõik harud. Harude suure arvu kor-ral võib arvutuslik lisakulu olla ülisuur, sest enamik vahetulemustest visatakse ära. Käesolevas töös pakutakse selliseid lisakulusid vähendavat optimeerimist.

•May 12, 2017•1 citation

АXBОRОTNI QАYTА ISHLАSHDА KVАNT АLGОRITMLАRI

Jumayev B., Abdullayev E.

Ushbu mаqоlаdа kvаnt hisоblаsh texnоlоgiyаlаrining аxbоrоtni qаytа ishlаsh jаrаyоnidаgi о‘rni, аfzаlliklаri hаmdа аsоsiy kvаnt аlgоritmlаrining ishlаsh prinsiplаri tаhlil qilinаdi. Shuningdek, klаssik аlgоritmlаr bilаn sоlishtirgаndа kvаnt yоndаshuvlаrining ustunliklаri, ulаrning аmаliy tаtbiqlаri vа kelаjаkdаgi rivоjlаnish istiqbоllаri yоritilgаn.

•Dec 13, 2025•0 citations

Enhanced spontaneous parametric down-conversion in plasmonic and dielectric structures

Ardi Loot

Kvantpõimitust loetakse kvantmaailma üheks suurimaks „veidruseks“. Üheks näiteks on põimitud valguskvantide (footonite) paarid – ühe footoni mõõtmistulemusest sõltub hetkeliselt ka teise footoni mõõtmistulemus hoolimata paariliste vahelisest kaugusest. Einstein võttis nähtuse kokku sõnadega „tontlik kaugmõju“ (inglise keeles „spooky action at a distance“) ja pidas seda liiga veidraks, et olla tõsi. Tänaseks päevaks vaadeldakse seda „veidrust“ kui kvantmaailma olulisimat omadust, seda toetavad ka paljud kvantpõimitust demonstreerivad Belli katsed, ja on asutud looma kvantpõimitusel põhinevaid rakendusi: kvantkrüptograafia, kvantarvutid, jne. Kõikide nende tulevikurakenduste eelduseks on efektiivne kvantpõimitud osakeste allikas. Põhiline meetod põimitud footonpaaride genereerimiseks on spontaanne parameetriline allamuundamine mittelineaarsetes kristallides. See seisneb valguse väikseima osakese, footoni, „poolitamisel“ kaheks madalama energiaga footoniks. Kahjuks on see meetod väga ebaefektiivne. Antud doktoritöö eesmärgiks on põimitud footonpaaride allika efektiivsuse tõstmine kasutades spetsiaalseid pinnalaineid, mis on seotud vabade elektrilangute võnkumisega metalli pinnal. Optiliste protsesside võimendamist pinnalainetega on uuritud palju ning efekti on korduvalt eksperimentaalselt demonstreeritud. Sellest hoolimata pole meile teadaolevalt uuritud pinnalainete kasutamist spontaanse parameetrilise allamuundamise võimendamiseks. Käesoleva doktoritöö raames töötati välja uued arvutusmeetodid, millega uuriti pinnalainete mõju spontaansele parameetrilisele allamuundamisele. Töö käigus võrreldi kolme eri tüüpi pinnalaineid ja kaardistati võimendustegurid, nõudmised objektile ning võimalikud protsessi takistavad tegurid. Töö eksperimentaalses osas disainiti ja ehitati goniomeetriline mõõtesüsteem spontaanse parameetrilise allamuundamise uurimiseks ning viidi läbi esialgsed mõõtmised. Doktoritöö käigus valminud arvutusmeetodeid saab ka edaspidi kasutada uut tüüpi objektide disainimeseks, modelleerimiseks ning optimeerimiseks. Töös esitatud arvutustulemused ja mõõtesüsteemi kirjeldus on oluliseks sisendiks edasisele eksperimentaalsele tööle.

•Jul 9, 2018•0 citations
Töö kombineerib erinevaid ideid, et saavutada aktiivses mudelis turvalist kahe osapoolega ühisarvutust. Töö käigus defineerime Sharemindi raamistikku kaks uut turvaala. Kasutame aditiivset ühissalastust, sõnumiautentimisskeeme, aditiivselt homomorfset krüptosüsteemi ning nullteadmustõestusi. Protokollistikud jagame kahte osasse, vastavalt ettearvutamise ja töö faas. Ettearvutamise ajal valmistatakse ette juhuslikke väärtusi, mis võimaldavad töö faasis arvutusi kiirendada. Eelkõige keskendume korrutamise jaoks vajalike Beaveri kolmikute genereerimisele.
Kvanttilaskennan eräs ongelma on kvanttisysteemien herkkyys ulkopuolisille vaikutuksille, eli dekoherenssille. Tämä tekee systeemin koherenssista resurssin, jota voidaan käyttää suorittamaan haluttuja toimintoja. Tutkielma alkaa johdannolla lineaarialgebraan ja kvanttimekaniikan perusteisiin, jotta kvanttilaskentaa voidaan mallintaa. Tätä seuraava osuus käsittelee kvanttilaskentaa ja alkaa esittelemällä kubitit, korostaen näiden ja klassisten bittien eroavaisuuksia. Lisäksi esitellään intuitiivinen tapa ajatella yksittäisiä kubitteja, Blochin pallo. Osio jatkuu esittelemällä kvanttiportit jälleen korostaen näiden eroavaisuuksia klassisisiin portteihin. Tämän jälkeen käsitellään kvanttilaskennan erittäin oleellinen eroavaisuus klassisen laskennan välillä, nimittäin mittaus, joka muuttaa alla olevan kvanttisysteemin tilaa ja täten vaikuttaa kvanttilaskennan tulokseen, mikäli mittaus tehdään kesken laskennan. Osuus päätetään esittelemällä yleisesti käytetty tapa mallintaa kvanttilaskentaa, kvanttipiirit. Kolmannessa osiossa kehitellään kvanttilaskennalle universaalien kvanttiporttien käsite. Tarkastelu aloitetaan kaksitasoisilla matriiseilla, jotka myöhemmin samaistetaan kvanttiportteihin. Osiossa myös kehitellään Blochin pallosta intuitiota kvanttiportteja vastaaviin kiertoihin. Tämän jälkeen esitetään tapa luoda mikä tahansa yhden kubitin portti kahdella kierrolla. Seuraavaksi osoitetaan, että tällaisella porttijoukolla ja kontrolloidulla NOT-portilla voidaan luoda mikä tahansa kvanttiportti. Lopuksi muodostetaan universaali porttijoukko. Lopuksi käydään koherenssin resurssiteoriaa. Ensiksi käydään vaaditut valmistelut kvanttioperaattoreista ja kvanttisysteemin entropiasta, jota varten esitellään von Neumannin entropia. Tämän jälkeen erotellaan kvanttisysteemin epäkoherentit tilat ja operaatiot koherenteista tiloista ja operaatioista sekä osoitetaan, että epäkoherenteilla operaatioilla ja yhdellä maksimaalisesti koherentilla kubitilla voidaan luoda mikä tahansa kvanttiportti. Lopuksi todistetaan, että systeemin tiheysmatriisin ja tiheysmatriisin diagonaalin välinen suhteellinen entropia on koherenssimitta.
Tämän kandidaattitutkielman tavoitteena on antaa yleiskatsaus kvanttisalauksesta. Tutkielmasta tekee merkittävän suomenkielisen kirjallisuuden puute kvanttimekaniikan sovelluksista, kvanttilaskennasta ja etenkin kvanttisalauksesta. Kvanttilaskennan yleistyessä klassiset salausmenetelmät joutuvat kohtaamaan uudenlaisia hyökkäysriskejä. Tutkielma osoittaa lukijalle miksi klassiset kryptografiset menetelmät eivät ole tehokkaita kvanttilaskennallisia menetelmiä vastaan. Tutkielmassa korostuu kvanttisalauksen tärkeys yhteiskunnassa tulevaisuuden tietoturvan takaamiseksi. Tämä kirjallisuuskatsaus tutkii kvanttisalausta yleisestä näkökulmasta ja pyrkii antamaan lukijalle kattavan kuvauksen kvanttisalauksesta syventymättä aiheen matemaattiseen perustaan. Kvanttisalaus on kansainvälisesti laajasti tutkittu aihe, josta on olemassa runsas englanninkielinen kirjallisuus. Tässä tutkielmassa kootaan yhteen kvanttisalausta käsittelevää kirjallisuutta ja vertaillaan kahta eri turvaprotokollaa. Tutkielmassa osoitetaan, kuinka kvanttimekaniikka on kytköksissä kvanttilaskentaan ja kvanttisalaukseen. Kvanttisalaukseen syvennytään tarkastelemalla kvanttikanavien toteutusta kvanttisalausjärjestelmässä. Turvaprotokollia vertaillaan keskenään ja lopuksi tarkastellaan BB84-turvaprotokollan implementointia kvanttisalausjärjestelmässä. Kvanttisalauksen toteutusta tutkimalla tämä kirjallisuuskatsaus antaa selkeän kuvan kvantti-salausjärjestelmistä ja niiden käytännön sovelluksista. Kvanttilaskentaa on tutkittu pitkään ja useat läpimurrot kuten Shorin ja Groverin algoritmit julkaistiin jo 1900-luvun loppupuolella. Kirjallisuuskatsauksessa tutkitaan tämän vuoksi niin vanhoja kuin uusiakin julkaisuja. Tutkielman tulokset osoittavat kvanttisalauksen olevan lupaava teknologia, joka voi mullistaa kryptografian alan tulevaisuudessa. Kvanttitietokoneiden mahdollinen vaikutus nykyiseen kryptografiseen infrastruktuuriin on vakava huolenaihe, joka ansaitsee laajaa huomiota. Viimeaikaiset hyökkäykset kuten psykoterapiakeskus Vastaamoon ja Helsingin kaupunkiin kohdistuneet tietomurrot osoittavat, että vihamielisistä tekijöistä ei ole puutetta. Tutkielman tulokset ilmaisevat tarvetta luoda selkeä suunnitelma nykyisen yhteiskunnan tietoturvajärjestelmien vahvistamiseksi kvanttilaskennan mahdollistamia hyökkäyksiä vastaan
Kvanttilaskennan yleistyminen tuo ongelmia ajoneuvojen tietoturvallisuuteen, sillä kvanttilaskennalla on mahdollista murtaa ajoneuvojen nykyisin käyttämät salausprotokollat. Kvanttilaskentaa ei toistaiseksi ole tarjolla kaupallisilla markkinoilla, mutta kiihtyvän kehityksen takia on vain ajan kysymys milloin kvanttilaskentaa voidaan myydä kuluttajille ja alkaa hyödyntäämään myös laittomiin aikeisiin. Tutkielmassa käsitellään millaista vaaraa kvanttilaskennan yleistymisestä syntyy erilaisille ajoneuvoille ja mikä olisi toimiva keino paikata kvanttilaskennan tuomia tietoturva-aukkoja käyttäen kvanttiturvallisia protokollia. Tutkielmassa pohditaan myös kuinka ajoneuvovalmistajat ovat varautuneet kvanttilaskennan tuomiin uhkiin ja kuinka valmiita ne ovat siirtymään käyttämään kvanttiturvallisia menetelmiä. Tutkielma on toteutettu kirjallisuuskatsauksena. Tulokset näyttävät, että kvanttilaskennan yleistyminen vaarantaa koko tietyn ikäisen ajoneuvokannan. Kävi myös ilmi, että hilarakenteiseen kryptografiaan pohjautuvat ratkaisut ovat suosituimpia kehitteillä olevia salausprotokollia ja ajoneuvoteollisuus on valmis siirtymään kvanttiturvallisiin protokolliin standradoinnin valmistuessa.
Turvaline ühisarvutus on tänapäevase krüptograafia üks tähtsamaid kasutusviise, mis koondab elegantsed matemaatilised lahendused praktiliste rakenduste ehitamiseks, võimaldades mitmel erineval andmeomanikul sooritada oma andmetega suvalisi ühiseid arvutusi, ilma neid andmeid üksteisele avaldamata. \nPassiivse ründaja vastu turvalised protokollid eeldavad, et kõik osapooled käituvad ausalt. Aktiivse ründaja vastu turvalised protokollid ei lekita privaatseid andmeid sõltumata ründaja käitumisest. Käesolevas töös esitatakse üldine meetod, mis teisendab passiivse ründaja vastu turvalised ühisarvutusprotokollid turvaliseks aktiivse ründaja vastu. Meetod on optimeeritud kolme osapoolega arvutusteks üle algebraliste ringide; praktikas on see väga efektiivne mudel, mis teeb reaalse maailma rakendused teostatavateks. Meetod lisab esialgsele arvutusprotokollile täitmisjärgse verifitseerimisfaasi, mis muudab valesti käitunud osapooltel vahelejäämise vältimise tõenäosuse kaduvväikseks, säilitades esialgse protokolli turvagarantiid. \nLisaks uurib käesolev töö rünnete uut eesmärki, mis seisneb mingi ausa osapoole vaate manipuleerimises sellisel viisil, et ta saaks midagi teada teise ausa osapoole privaatsete andmete kohta. Ründaja ise ei tarvitse seda infot üldse teada saada. Sellised ründed on olulised, sest need kohustavad ausat osapoolt tühjendama oma süsteemi teiste osapoolte andmetest, kuid see ülesanne võib olla päris mittetriviaalne. Eelnevalt pakutud verifitseerimismehhanisme täiendatakse nii, et privaatsed andmed oleksid kaitstud ka ausate osapoolte eest. \nPaljud ühisarvutusplatvormid on varustatud programmeerimiskeelega, mis võimaldab kirjutada privaatsust säilitavaid rakendusi ilma allolevale krüptograafiale mõtlemata. Juhul, kui programm sisaldab tingimuslauseid, kus arvutusharu valik sõltub privaatsetest andmetest, ei tohi ükski osapool haru valikust midagi teada, nii et üldjuhul peavad osapooled täitma kõik harud. Harude suure arvu kor-ral võib arvutuslik lisakulu olla ülisuur, sest enamik vahetulemustest visatakse ära. Käesolevas töös pakutakse selliseid lisakulusid vähendavat optimeerimist.
Kvantpõimitust loetakse kvantmaailma üheks suurimaks „veidruseks“. Üheks näiteks on põimitud valguskvantide (footonite) paarid – ühe footoni mõõtmistulemusest sõltub hetkeliselt ka teise footoni mõõtmistulemus hoolimata paariliste vahelisest kaugusest. Einstein võttis nähtuse kokku sõnadega „tontlik kaugmõju“ (inglise keeles „spooky action at a distance“) ja pidas seda liiga veidraks, et olla tõsi. Tänaseks päevaks vaadeldakse seda „veidrust“ kui kvantmaailma olulisimat omadust, seda toetavad ka paljud kvantpõimitust demonstreerivad Belli katsed, ja on asutud looma kvantpõimitusel põhinevaid rakendusi: kvantkrüptograafia, kvantarvutid, jne. Kõikide nende tulevikurakenduste eelduseks on efektiivne kvantpõimitud osakeste allikas. Põhiline meetod põimitud footonpaaride genereerimiseks on spontaanne parameetriline allamuundamine mittelineaarsetes kristallides. See seisneb valguse väikseima osakese, footoni, „poolitamisel“ kaheks madalama energiaga footoniks. Kahjuks on see meetod väga ebaefektiivne. Antud doktoritöö eesmärgiks on põimitud footonpaaride allika efektiivsuse tõstmine kasutades spetsiaalseid pinnalaineid, mis on seotud vabade elektrilangute võnkumisega metalli pinnal. Optiliste protsesside võimendamist pinnalainetega on uuritud palju ning efekti on korduvalt eksperimentaalselt demonstreeritud. Sellest hoolimata pole meile teadaolevalt uuritud pinnalainete kasutamist spontaanse parameetrilise allamuundamise võimendamiseks. Käesoleva doktoritöö raames töötati välja uued arvutusmeetodid, millega uuriti pinnalainete mõju spontaansele parameetrilisele allamuundamisele. Töö käigus võrreldi kolme eri tüüpi pinnalaineid ja kaardistati võimendustegurid, nõudmised objektile ning võimalikud protsessi takistavad tegurid. Töö eksperimentaalses osas disainiti ja ehitati goniomeetriline mõõtesüsteem spontaanse parameetrilise allamuundamise uurimiseks ning viidi läbi esialgsed mõõtmised. Doktoritöö käigus valminud arvutusmeetodeid saab ka edaspidi kasutada uut tüüpi objektide disainimeseks, modelleerimiseks ning optimeerimiseks. Töös esitatud arvutustulemused ja mõõtesüsteemi kirjeldus on oluliseks sisendiks edasisele eksperimentaalsele tööle.