На основе методов квантовой теории информации анализируется атака с применением вспомогательных квантовых систем на пинг-понг протокол с трехкубитными перепутанными состояниями Гринбергера – Хорна – Цайлингера (ГХЦ). При использовании легитимными пользователями в режиме контроля подслушивания двух измерительных базисов протокол является асимптотически безопасным. Выполняется предварительный сравнительный анализ безопасности трех вариантов пинг-понг протокола. Информационная емкость и безопасность различных вариантов пинг-понг протокола находятся в обратно пропорциональной зависимости. Количество битов, которые может перехватить подслушивающий агент до его обнаружения, даже для протокола с ГХЦ-триплетами не превышает двух-трех десятков. Кратко обсуждаются способы защиты пинг-понг протокола с ГХЦ-триплетами от других известных видов атак на пинг-понг протокол.
На основе методов квантовой теории информации анализируется атака с применением вспомогательных квантовых систем на пинг-понг протокол с трехкубитными перепутанными состояниями Гринбергера – Хорна – Цайлингера (ГХЦ). При использовании легитимными пользователями в режиме контроля подслушивания двух измерительных базисов протокол является асимптотически безопасным. Выполняется предварительный сравнительный анализ безопасности трех вариантов пинг-понг протокола. Информационная емкость и безопасность различных вариантов пинг-понг протокола находятся в обратно пропорциональной зависимости. Количество битов, которые может перехватить подслушивающий агент до его обнаружения, даже для протокола с ГХЦ-триплетами не превышает двух-трех десятков. Кратко обсуждаются способы защиты пинг-понг протокола с ГХЦ-триплетами от других известных видов атак на пинг-понг протокол.
Рассматривается вопрос о том, как влияет составной характер системы на характерные времена установления равновесия. Изучается динамика составных открытых квантовых систем, сильно взаимодействующих с окружающей средой, после квантового возбуждения, сопровождающегося неравновесным нагревом. Используется голографическое описание эволюции энтропии зацепленности. Негладкий характер эволюции при голографическом зацеплении является общим свойством составных систем, которые демонстрируют динамическое изменение топологии в объемлющем пространстве и скачкообразное изменение скорости распространения энтропии зацепленности, причем количество скачков зависит от конфигурации системы и особенно от числа составных частей. Эволюция взаимной информации двух составных систем наследует эти скачки. Представлено подробное исследование взаимной информации для двух подсистем, одна из которых состоит из двух частей. Обнаружено, что существуют пять качественно разных типов поведения динамики взаимной информации, и указаны соответствующие им области параметров системы.
В работе предлагается универсальный принцип, описывающий поведение когерентных систем в разных средах и на разных масштабах: накопление → задержка → разряд с инверсией фазы. Принцип формулируется как обобщение известных явлений из акустики, физики плазмы, биологии и квантовой механики. Показано, что одна и та же динамика наблюдается: в акустических резонаторах (бутылка, орган); в плазмонных системах (золото с плазменной частотой ~9 эВ, фононные моды до 100 ГГц); в биологических системах (человек как резонатор Шумановской частоты 7.83 Гц, золото в организме — 10 мг); во вложенных структурах (матрёшка как модель слоёв); в квантовых системах (запутанность как корреляция состояний). Предлагается формальная модель, в которой каждая система описывается тремя параметрами: время накопления (T_acc), время задержки (T_delay), время разряда (T_dis). Показано, что при когерентности системы разряд происходит с инверсией фазы — выходной импульс противоположен входному по знаку или фазе. Численные параметры систем различаются на 18 порядков (от фемтосекунд до десятых секунды). Предложены биологические приложения (импланты) с себестоимостью 13 000 – 33 000 руб. Принцип не претендует на статус новой теории. Он предлагает обобщающую рамку, в которой разрозненные явления описываются единым языком.
Необходимость обработки информации на квантовом уровне диктуется перспективностью применения квантовых каналов связи, обладающих существенно более высокой пропускной способностью и защищенностью, которые основаны на принципиально иных свойствах квантовых систем. Принципиальное преимущество квантовых каналов связи по сравнению с классическими заключается в их качественно более высоком уровне защиты: совершенный квантовый канал имеет, в принципе, абсолютную защиту, поскольку любая попытка вмешательства в систему сразу же обнаруживается (квантовый канал связи можно разрушить, но невозможно вскрыть). В то же время на пути создания эффективных систем обработки квантовой информации стоит ряд трудных проблем, связанных с декогеренцией квантовых состояний и синхронизацией квантовых операций. Основным элементом квантового канала связи является квантовый вычислительный кластер.
Целью написания данной статьи является оценка потенциальных угроз для кибербезопасности, вызванных развитием квантовых алгоритмов. В тексте работы осуществляется анализ существующих квантовых алгоритмов, таких как алгоритм Шора и алгоритм Гровера, и исследуется возможность их потенциального применения в контексте взлома существующих криптографических систем. Методология проводимого исследования заключается в анализе литературы, а также рассмотрении основных принципов функционирования квантовых вычислителей и потенциала реализации квантовых алгоритмов, способных влиять на безопасность как симметричных, так и асимметричных криптографических схем. Кроме того, в исследовании анализируются перспективы создания криптографических алгоритмов, способных противостоять атакам с применением квантовых технологий. На основе анализа существующих квантовых алгоритмов и их потенциального воздействия на широко распространенные в настоящее время криптографические системы, авторы исследования приходят к выводу, что на текущий момент отсутствуют убедительные основания для констатации реальной возможности взлома ассиметричных или симметричных криптографических алгоритмов в ближайшее время в контексте квантовых вычислений. Однако, учитывая постоянное развитие квантовых технологий, а также необходимость сохранения конфиденциальности сведений, актуальность которых с течением времени не будет претерпевать значительное снижение, и необходимость обеспечения защиты конфиденциальной информации в будущем, требуется разработка и активное внедрение квантово-устойчивых криптографических методов для обеспечения конфиденциальности информации в долгосрочной перспективе. The purpose of this article is to assess potential threats to cybersecurity arising from the development of quantum algorithms. The text analyzes existing quantum algorithms, such as Shor's algorithm and Grover's algorithm, and explores the possibility of their potential application in the context of compromising existing cryptographic systems. The research approach includes a literature review and examination of core mechanisms underlying quantum computers, along with assessment of their capability to perform algorithms potentially affecting various cryptographic systems, both symmetric and asymmetric. Additionally, the paper discusses the prospects for developing quantum-resistant cryptographic algorithms aimed at protecting against cryptanalysis using quantum computations. Based on the analysis of existing quantum algorithms and their potential impact on widely used cryptographic systems, the authors of the study conclude that, at present, there is no compelling evidence to assert the real possibility of compromising asymmetric or symmetric cryptographic algorithms in the near future within the context of quantum computations. However, considering the ongoing development of quantum technologies and the necessity of maintaining the confidentiality of information, the relevance of which will not significantly diminish over time, as well as the need to ensure the protection of confidential information in the future, there is a requirement for the development and active implementation of quantum-resistant cryptographic methods to ensure information confidentiality in the long term.
КВАНТОВЫЕ И КЛАССИЧЕСКИЕ КОРРЕЛЯЦИИ В ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОЙ ДИНАМИКЕ ДВУХ СВЯЗАННЫХ БОЛЬШИХ СПИНОВ Исследуются динамические корреляции двух связанных спинов в зависимости от времени и величин спиновых квантовых чисел.В высокотемпературном приближении получены аналитические выражения для взаимной информации, квантовой и классической частей корреляций.Наряду с ортогональными измерениями рассмотрены неортогональные измерения с базисом из спиновых когерентных состояний.Показано, что на малых временах при увеличении спиновых квантовых чисел квантовая часть корреляций становится много меньше классической части, тогда как
Предложен алгоритм обнаружения синхросигнала в системе квантового распределения ключа на основе сравнения суммарного числа зарегистрированных однофотонных импульсов (ОФИ) и импульсов темнового тока (ИТТ) в смежной паре сегментов с пороговым уровнем. Исследовано влияние вида распределения (распределение Пуассона, распределение Гаусса) потока отсчетов ОФИ и ИТТ на вероятностные характеристики алгоритма. Использование распределения Гаусса целесообразно при необходимости быстрого анализа, для более точного анализа используется распределение Пуассона.