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

Журнал технической физики

Квантовое распределение ключей с временным кодированием tb-кубитов

Задорин Анатолий Семенович

Published Jan 1, 2018• 0 citations
Publisher

Abstract

Показана возможность реализации системы квантового распределения ключей (СКРК) с использованием временного кодирования tb-кубитов (time-bin qubit), приготавливаемых и измеряемых с помощью разбалансированных интерферометров Маха-Цендера.Показано, что для исключения четкой априорной идентификации tb-кубитов с равными базами их кодирование символами 0 и 1 может осуществляться за счет задержки одного из них на половину тактового интервала (ТИ).Показано, что однозначность измерений кутритов в данном алгоритме основывается на способности квантовых частиц в β-состояниях к интерференции амплитуд вероятностей в портах интерферометров системы, а также на отсутствии коллизий сигнальных состояний кутритов в смежных ТИ.Описан способ организации контроля таких коллизий

DOI
10.21883/os.2018.09.46561.265-17

Related papers

Принцип квантового распределения ключей по оптическому волокну на основе временных сдвигов TB-кубитов

Задорин Анатолий Семенович, Махорин Дмитрий Алексеевич

Показана возможность физической реализации схемы квантового распределения ключей по оптоволоконному каналу связи на основе временного кодирования двух- и трехуровневых однофотонных квантовых состояний. Предложено использование сдвигов ТВ-кубитов (time-bin qubit) в качестве защищенных кодовых комбинаций, передаваемых по квантовому каналу, а для регистрации – соответствующих кутритов, приготавливаемых в разбалансированных интерферометрах Маха – Цендера. Указано на возможность усиления защищенности кодовых комбинаций за счет учета информации о состоянии базисов кубитов и статистики их состояний. Разработана программная модель временного кодирования ТВ-кубитов по протоколу ВВ84, приведены результаты расчетов, подтверждающих реализуемость указанного принципа.

•Jan 1, 2016•0 citations

ЗАМКНУТЫЕ КЛАССЫ ТРЁХЗНАЧНОЙ ЛОГИКИ КАК ИНСТРУМЕНТ СИНТЕЗА КВАНТОВЫХ QUTRIT-КАНАЛОВ

Anton A. Esin, Elmira Yu. Kalimulina

В докладе рассматривается перенос решётки замкнутых классов трёхзначной логики в модель квантовых каналов трёхуровневых систем. Работа опирается на более ранние результаты авторов по многозначной логике [1-3]. Показано, что сохранение популяций двух нижних уровней приводит ровно к пяти предполным подклассам каналов. Обсуждены практические следствия для квантового распределения ключей и сетевого кодирования.

Международная Звенигородская конференция по физике плазмы и управляемому термоядерному синтезу•Jun 30, 2026•0 citations

Квантовая перспектива машинного обучения: обзор

Pavel A. Golovinski

Машинное обучение в сочетании с квантовыми технологиями породило новое научное направление, получившее название «квантовое машинное обучение» (QML). В QML реализуется квантовое превосходство за счет большей емкости представления данных квантовыми состояниями, по сравнению с классическим двоичным кодированием, и использования квантового параллелизма. Важным стимулом к развитию QML является прогресс в квантовых вычислениях и создание нанопроцессоров, в которых квантовые эффекты становятся неотъемлемой частью их функционирования. QML позволяет непосредственно оперировать с квантовыми данными при их измерении и в процессах управления квантовыми системами. В обзоре рассматривается общий статистический метод, на котором базируется традиционное машинное обучение. Для него характерно использование принципа максимального правдоподобия и байесовского подхода к оценке больших данных. Требование увеличения быстродействия и снижения потребления энергии приводит к квантовой постановке задачи машинного обучения на основе статистической теории квантовых измерений, которая является обобщением классического статистического подхода. Особенностью квантовых систем является их описание на основе амплитуд вероятностей, что приводит к явлениям интерференции, отсутствующим в классических вероятностных моделях. Наиболее общий способ представления квантовых состояний дает метод матрицы плотности. Процесс измерения квантового состояния является статистическим, т.е. требует проведения измерения над квантовым ансамблем. В результате отдельного измерения квантовая система случайным образом скачком переходит в новое состояние. Для построения систем машинного обучения вводится понятие расстояния между квантовыми данными для чистых и смешанных состояний и определяется вероятность их различения. Обсуждаются принципы построения линейных и нелинейных моделей QML и их основные разновидности. Показана перспективность резервуарного и экстремального квантового машинного обучения, в котором смешение амплитуд, вводимых в систему, производится за счет использования случайных гамильтонианов. Обсуждаются возможности физической реализации QML. Предложен подход к построению квантовой машины экстремального обучения путем формирования спектрального отклика ансамбля квантовых точек на модулированный по времени входной внешний сигнал. Сформулированные базовые представления и принципы QML, а также способ реализации квантового резервуара с временным кодированием сигнала на основе оптического отклика создают базу для развития новых квантовых моделей и устройств, основанных на современных достижениях квантовых технологий и нанооптики.

Вестник ВГУ Серия Системный анализ и информационные технологии•May 12, 2025•0 citations

ДВОЙСТВЕННОСТЬ КВАНТОВЫХ КАНАЛОВ СВЯЗИ И КОЛЛЕКТИВНАЯ АТАКА ПРИЕМ-ПЕРЕПОСЫЛ НА КВАНТОВОЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЕ КЛЮЧЕЙ С ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНО-ФАЗОВЫМ КОДИРОВАНИЕМ

Dmitry Anatolevich Kronberg, С Н Молотков

Квантовое распределение ключей с дифференциально-фазовым кодированием (Differential Phase Shift, DPS) является наименее изученным. Рассмотрена атака коллективный прием-перепосыл. Даже для такой простейшей атаки анализ оказывается не самоочевидным. Показано, что использование коллективных измерений с применением запутанных состояний не увеличивает информации подслушивателя по сравнению с индивидуальными измерениями. Данный результат является следствием фундаментальных свойств квантовых каналов связи, связанных с двойственностью квантовых ансамблей и измерений.

Письма в Журнал экспериментальной и теоретической физики•Jan 1, 2014•0 citations

ПИНГ-ПОНГ ПРОТОКОЛ КВАНТОВОЙ БЕЗОПАСНОЙ СВЯЗИ С ЧЕТЫРЕХКУБИТНЫМИ ПЕРЕПУТАННЫМИ W-СОСТОЯНИЯМИ

Р. С. Мамедов

Разработан новый пинг-понг протокол квантовой прямой безопасной связи с использованием перепутанных четырехкубитных W-состояний. Проанализированы два вида атак пассивного перехвата на протокол. Разработан метод модификации режима контроля подслушивания для обнаружения атаки "перехвата – повторной посылки" кубитов. Показано, что характеристики протокола с четырехкубитными W-состояниями практически совпадают с характеристиками протокола с трехкубитными GHZ-состояниями. Показано, что пинг-понг протокол с четырехкубитными W-состояниями не имеет преимуществ по сравнению с другими протоколами с четырехкубитными состояниями, которые исследованы к настоящему времени, и наилучшим из пинг-понг протоколов с четырехкубитными состояниями по критериям стойкости и эффективности является протокол с кластерными состояниями.

Ukrainian Information Security Research Journal•Sep 15, 2011•0 citations

Квантовый компьютер в схеме атомного квантового транзистора с логическим кодированием кубитов

С. А. Моисеев, С. Н. Андрианов, Е.С. Моисеев

Предлагается схема многокубитового квантового компьютера на атомных ансамблях с использованием квантового транзистора для реализации двухкубитных вентилей. Показано, как многоатомные ансамбли позволяют работать с большим числом кубитов, которые представляются в логической кодировке, когда каждый из кубитов записывается на суперпозиции одночастичных состояний двух атомных ансамблей. Доступ к кубитам реализуется путем соответствующей фазировки квантовых состояний каждого из атомных ансамблей. Для выполнения двухкубитных операций предлагается использовать атомный квантовый транзистор. Эффект квантового транзистора возникает при обмене квантом возбуждения между двумя многоатомными ансамблями, находящимися в двух близкорасположенных КЭД-резонаторах, связанных друг с другом через вентильный атом. В зависимости от того, в каком из двух квантовых состояний находится вентильный атом, между атомными ансамблями может происходить та или иная динамика переноса кванта. Используя возможности управления состоянием вентильного атома, показана возможность квантового контроля состоянием атомных ансамблей и реализации на этой основе базовых однокубитовых и двухкубитовых вентилей. Обсуждены возможные схемы реализации квантового компьютера на атомном квантовом транзисторе и их преимущества в практической реализации.

Оптика и спектроскопия•Jan 1, 2013•0 citations
Показана возможность реализации системы квантового распределения ключей (СКРК) с использованием временного кодирования tb-кубитов (time-bin qubit), приготавливаемых и измеряемых с помощью разбалансированных интерферометров Маха-Цендера.Показано, что для исключения четкой априорной идентификации tb-кубитов с равными базами их кодирование символами 0 и 1 может осуществляться за счет задержки одного из них на половину тактового интервала (ТИ).Показано, что однозначность измерений кутритов в данном алгоритме основывается на способности квантовых частиц в β-состояниях к интерференции амплитуд вероятностей в портах интерферометров системы, а также на отсутствии коллизий сигнальных состояний кутритов в смежных ТИ.Описан способ организации контроля таких коллизий
Показана возможность физической реализации схемы квантового распределения ключей по оптоволоконному каналу связи на основе временного кодирования двух- и трехуровневых однофотонных квантовых состояний. Предложено использование сдвигов ТВ-кубитов (time-bin qubit) в качестве защищенных кодовых комбинаций, передаваемых по квантовому каналу, а для регистрации – соответствующих кутритов, приготавливаемых в разбалансированных интерферометрах Маха – Цендера. Указано на возможность усиления защищенности кодовых комбинаций за счет учета информации о состоянии базисов кубитов и статистики их состояний. Разработана программная модель временного кодирования ТВ-кубитов по протоколу ВВ84, приведены результаты расчетов, подтверждающих реализуемость указанного принципа.
В докладе рассматривается перенос решётки замкнутых классов трёхзначной логики в модель квантовых каналов трёхуровневых систем. Работа опирается на более ранние результаты авторов по многозначной логике [1-3]. Показано, что сохранение популяций двух нижних уровней приводит ровно к пяти предполным подклассам каналов. Обсуждены практические следствия для квантового распределения ключей и сетевого кодирования.
Машинное обучение в сочетании с квантовыми технологиями породило новое научное направление, получившее название «квантовое машинное обучение» (QML). В QML реализуется квантовое превосходство за счет большей емкости представления данных квантовыми состояниями, по сравнению с классическим двоичным кодированием, и использования квантового параллелизма. Важным стимулом к развитию QML является прогресс в квантовых вычислениях и создание нанопроцессоров, в которых квантовые эффекты становятся неотъемлемой частью их функционирования. QML позволяет непосредственно оперировать с квантовыми данными при их измерении и в процессах управления квантовыми системами. В обзоре рассматривается общий статистический метод, на котором базируется традиционное машинное обучение. Для него характерно использование принципа максимального правдоподобия и байесовского подхода к оценке больших данных. Требование увеличения быстродействия и снижения потребления энергии приводит к квантовой постановке задачи машинного обучения на основе статистической теории квантовых измерений, которая является обобщением классического статистического подхода. Особенностью квантовых систем является их описание на основе амплитуд вероятностей, что приводит к явлениям интерференции, отсутствующим в классических вероятностных моделях. Наиболее общий способ представления квантовых состояний дает метод матрицы плотности. Процесс измерения квантового состояния является статистическим, т.е. требует проведения измерения над квантовым ансамблем. В результате отдельного измерения квантовая система случайным образом скачком переходит в новое состояние. Для построения систем машинного обучения вводится понятие расстояния между квантовыми данными для чистых и смешанных состояний и определяется вероятность их различения. Обсуждаются принципы построения линейных и нелинейных моделей QML и их основные разновидности. Показана перспективность резервуарного и экстремального квантового машинного обучения, в котором смешение амплитуд, вводимых в систему, производится за счет использования случайных гамильтонианов. Обсуждаются возможности физической реализации QML. Предложен подход к построению квантовой машины экстремального обучения путем формирования спектрального отклика ансамбля квантовых точек на модулированный по времени входной внешний сигнал. Сформулированные базовые представления и принципы QML, а также способ реализации квантового резервуара с временным кодированием сигнала на основе оптического отклика создают базу для развития новых квантовых моделей и устройств, основанных на современных достижениях квантовых технологий и нанооптики.
Квантовое распределение ключей с дифференциально-фазовым кодированием (Differential Phase Shift, DPS) является наименее изученным. Рассмотрена атака коллективный прием-перепосыл. Даже для такой простейшей атаки анализ оказывается не самоочевидным. Показано, что использование коллективных измерений с применением запутанных состояний не увеличивает информации подслушивателя по сравнению с индивидуальными измерениями. Данный результат является следствием фундаментальных свойств квантовых каналов связи, связанных с двойственностью квантовых ансамблей и измерений.
Разработан новый пинг-понг протокол квантовой прямой безопасной связи с использованием перепутанных четырехкубитных W-состояний. Проанализированы два вида атак пассивного перехвата на протокол. Разработан метод модификации режима контроля подслушивания для обнаружения атаки "перехвата – повторной посылки" кубитов. Показано, что характеристики протокола с четырехкубитными W-состояниями практически совпадают с характеристиками протокола с трехкубитными GHZ-состояниями. Показано, что пинг-понг протокол с четырехкубитными W-состояниями не имеет преимуществ по сравнению с другими протоколами с четырехкубитными состояниями, которые исследованы к настоящему времени, и наилучшим из пинг-понг протоколов с четырехкубитными состояниями по критериям стойкости и эффективности является протокол с кластерными состояниями.
Предлагается схема многокубитового квантового компьютера на атомных ансамблях с использованием квантового транзистора для реализации двухкубитных вентилей. Показано, как многоатомные ансамбли позволяют работать с большим числом кубитов, которые представляются в логической кодировке, когда каждый из кубитов записывается на суперпозиции одночастичных состояний двух атомных ансамблей. Доступ к кубитам реализуется путем соответствующей фазировки квантовых состояний каждого из атомных ансамблей. Для выполнения двухкубитных операций предлагается использовать атомный квантовый транзистор. Эффект квантового транзистора возникает при обмене квантом возбуждения между двумя многоатомными ансамблями, находящимися в двух близкорасположенных КЭД-резонаторах, связанных друг с другом через вентильный атом. В зависимости от того, в каком из двух квантовых состояний находится вентильный атом, между атомными ансамблями может происходить та или иная динамика переноса кванта. Используя возможности управления состоянием вентильного атома, показана возможность квантового контроля состоянием атомных ансамблей и реализации на этой основе базовых однокубитовых и двухкубитовых вентилей. Обсуждены возможные схемы реализации квантового компьютера на атомном квантовом транзисторе и их преимущества в практической реализации.