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

Теоретическая и математическая физика

Уязвимость квантовой криптографии с фазово-временным кодированием в условиях затухания

Dmitry Anatolevich Kronberg

Published Dec 29, 2022• 2 citations
Publisher

Abstract

Протокол квантовой криптографии с фазово-временны́м кодированием использует конфигурацию состояний с разделением на базисы, располагающиеся в различных временны́х окнах, из-за чего информация перехватчика оценивается на основе двух параметров. Показано, что при анализе стойкости протокола не были учтены некоторые атаки, использующие затухание в линии связи. Построена атака, которая явно демонстрирует уязвимость протокола: уже при сколь угодно малой длине линии связи протокол полностью теряет стойкость, т. е. перехватчику становится известен весь криптографический ключ.

DOI
10.4213/tmf10326

Related papers

Квантовая схема для атаки на протокол квантовой криптографии с фазово-временным кодированием

Dmitry Anatolevich Kronberg

Основным свойством квантовой криптографии является возможность строгого доказательства стойкости против любых действий противника. Однако доказательство стойкости является сложным и может содержать ошибки. Неполнота доказательства стойкости создает риск уязвимости, т. е. ситуации, при которой противник обладает полным или частичным знанием о криптографическом ключе. В этой работе предлагается квантовая схема атаки на двупараметрический протокол квантовой криптографии с фазово-временным кодированием, которая демонстрирует его уязвимость. Показано, что построенная атака является относительно простой и требует лишь трех дополнительных кубитов. Обсуждаются ошибки в доказательстве стойкости, которые сделали возможной построенную атаку.

Математические вопросы криптографии•Jan 1, 2024•1 citation

Коллективные преобразования квантовых состояний с постселекцией и их применение в квантовой криптографии

Ivan Alekseevich Zhigal'skii, Dmitry Anatolevich Kronberg

Квантовая криптография позволяет обеспечить доказуемую секретность распределяемых криптографических ключей благодаря фундаментальным запретам квантовой механики. В то же время некоторые практические ограничения легитимных пользователей могут представлять потенциальную угрозу для стойкости протоколов квантовой криптографии. Одна из практических сложностей - использование многофотонных импульсов вместо однофотонных состояний. В настоящей работе показано, как перехватчик может использовать многофотонные посылки для построения эффективной стратегии подслушивания на протокол квантовой криптографии с фазово-временны́м кодированием. Это позволяет получить весь ключ при наличии четырех фотонов в импульсе, а не пяти, как считалось ранее. Показано, что выигрыш достигается за счет коллективных действий с многофотонными посылками, которые имеют преимущества перед индивидуальными преобразованиями над каждым из фотонов по отдельности.

Теоретическая и математическая физика•Mar 1, 2025•0 citations

ПЕРЕДАЧА КВАНТОВОГО СОСТОЯНИЯ МЕЖДУ КУБИТАМИ-ФЛАКСОНИУМАМИ В МОДУЛЬНОЙ АРХИТЕКТУРЕ ПРОЦЕССОРА

A. V. Sabluk, P. A. Gladilovich

Сверхпроводниковые кубиты представляют собой перспективную платформу для масштабируемых квантовых вычислений. Одним из наиболее перспективных вариантов увеличения количества кубитов в рамках процессора является использование модульных систем, в которых части процессора расположены на различных, но взаимосвязанных кристаллах. Подобный тип масштабирования требует эффективную передачу квантовых состояний между отдельными модулями. В данной работе мы теоретически исследовали модульную систему, состоящую из одиночных кубитов-флаксониумов, расположенных на отдельных подложках и соединенных модой распределенного резонатора на базе копланарной линии передач. Мы исследовали спектральные особенности подобной системы, промоделировали протокол передачи микроволнового квантового состояния между кубитами и построили топологию данного процессора. Путем оптимизации таких параметров, как частота моды распределенного резонатора и сила связи кубит-резонатор, мы достигли точности передачи квантового состояния 99,8 % в модели. Наш подход позволяет использовать топологии сверхпроводниковых чипов без существенной модернизации параметров самих кубитов, упрощая пути его внедрения для масштабирования квантовых процессоров на основе флаксониумов.

•Jan 1, 2026•0 citations

Перехват трафика в оптических сетях: метод оптического туннелирования

Vladimir V. Grishachev

В статье проанализирован перехват информации на основе оптического туннелирования информационного сигнала из волоконно-­оптического канала оптической системы связи в канал утечки. Анализ выполнен методом численного моделирования. Он показывает высокий уровень угроз информационной безопасности критической информационной инфраструктуры. Перехват может быть реализован скрытно в полевых условиях с вероятностью появления ошибочного бита, не бóльшим, чем в линии связи, даже при сохранении структуры оптического волокна и с минимальными разрушениями защитных оболочек кабеля.

Photonics Russia•Dec 15, 2020•0 citations

Вопросы изучения квантовой запутанности студентами физических специальностей университетов

Б А Абдикамалов, Райгул Хoжаназарoва

Работа посвящена методике изучения явления квантовой запутанности в курсе квантовой механики для студентов специальности "физика". Показано, что студентам университетов важно знать о квантовой запутанности, являющейся ключевой частью квантовой механики, поскольку она необходима для понимания различных трактовок квантовой механики и будущих технологий, связанных с этой областью. Эксперименты, проведенные на интерферометре Маха-Цендера, являются одним из множества экспериментов, которые убедили физиков в том, что квантовая механика не может быть описана с точки зрения классической механики. В случае изучаемого явления фотон не следует по одной определенной траектории, а должен описываться в терминах квантовой суперпозиции множества траекторий. Предлагается изучение феномена квантовой запутанности после освоения таких тем, как постулаты квантовой механики, уравнение Шредингера, принцип суперпозиции, проблема измерения, а также после решения известных традиционных задач, касающихся квазиклассического случая. Эти темы создают необходимый фон и мотивацию для понимания концепции запутанности и её последствий для квантовых систем. В качестве экспериментальной техники предлагается демонстрация работы самого простого интерферометра Маха-Цендера, изготовленного фирмой LD Didactic GmbH. Для компьютерной демонстрации изучаемого явления используется система компьютерной алгебры Mathematica и продукты фирмы Wolfram. В результате этого становится возможным наглядно показать, что квантовые частицы могут находиться в состоянии суперпозиции, и, таким образом, используемый интерферометр является мощным инструментом для выявления фундаментальной природы квантовой механики.

Общество и инновации•Jul 25, 2024•0 citations

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ТЕМНОВОГО СОСТОЯНИЯ ФОТОНА И МОДОВОГО УПЛОТНЕНИЯ ЗАКРУЧЕННОГО СВЕТА В КВАНТОВЫХ КОММУНИКАЦИЯХ

Андрей Авдеев, Евгений Майоров

В современной физике ученые смогли достичь передачи информации при помощи света без потерь. Областью таких исследований занимается фотоника. В реальных условиях эксперимент часто становится проблематичным или совсем невыполнимым из-за добавочных условий среды и нестабильного состояния системы. Главным образом будет являться обход таких состояний при помощи инновационных решений. С помощью данных ученые передают информацию в космос на спутники, и получают важнейшую информацию о природе. В настоящей работе пойдет речь о вопросах распространения вихревой световой волны в природе для передачи информации в космосе и на дальних расстояниях. В статье будет рассмотрен принцип модового уплотнения. Предложено теоретическое решение связи модового уплотнения с темновым состоянием фотона.

•May 21, 2026•0 citations
Протокол квантовой криптографии с фазово-временны́м кодированием использует конфигурацию состояний с разделением на базисы, располагающиеся в различных временны́х окнах, из-за чего информация перехватчика оценивается на основе двух параметров. Показано, что при анализе стойкости протокола не были учтены некоторые атаки, использующие затухание в линии связи. Построена атака, которая явно демонстрирует уязвимость протокола: уже при сколь угодно малой длине линии связи протокол полностью теряет стойкость, т. е. перехватчику становится известен весь криптографический ключ.
Основным свойством квантовой криптографии является возможность строгого доказательства стойкости против любых действий противника. Однако доказательство стойкости является сложным и может содержать ошибки. Неполнота доказательства стойкости создает риск уязвимости, т. е. ситуации, при которой противник обладает полным или частичным знанием о криптографическом ключе. В этой работе предлагается квантовая схема атаки на двупараметрический протокол квантовой криптографии с фазово-временным кодированием, которая демонстрирует его уязвимость. Показано, что построенная атака является относительно простой и требует лишь трех дополнительных кубитов. Обсуждаются ошибки в доказательстве стойкости, которые сделали возможной построенную атаку.
Квантовая криптография позволяет обеспечить доказуемую секретность распределяемых криптографических ключей благодаря фундаментальным запретам квантовой механики. В то же время некоторые практические ограничения легитимных пользователей могут представлять потенциальную угрозу для стойкости протоколов квантовой криптографии. Одна из практических сложностей - использование многофотонных импульсов вместо однофотонных состояний. В настоящей работе показано, как перехватчик может использовать многофотонные посылки для построения эффективной стратегии подслушивания на протокол квантовой криптографии с фазово-временны́м кодированием. Это позволяет получить весь ключ при наличии четырех фотонов в импульсе, а не пяти, как считалось ранее. Показано, что выигрыш достигается за счет коллективных действий с многофотонными посылками, которые имеют преимущества перед индивидуальными преобразованиями над каждым из фотонов по отдельности.
Сверхпроводниковые кубиты представляют собой перспективную платформу для масштабируемых квантовых вычислений. Одним из наиболее перспективных вариантов увеличения количества кубитов в рамках процессора является использование модульных систем, в которых части процессора расположены на различных, но взаимосвязанных кристаллах. Подобный тип масштабирования требует эффективную передачу квантовых состояний между отдельными модулями. В данной работе мы теоретически исследовали модульную систему, состоящую из одиночных кубитов-флаксониумов, расположенных на отдельных подложках и соединенных модой распределенного резонатора на базе копланарной линии передач. Мы исследовали спектральные особенности подобной системы, промоделировали протокол передачи микроволнового квантового состояния между кубитами и построили топологию данного процессора. Путем оптимизации таких параметров, как частота моды распределенного резонатора и сила связи кубит-резонатор, мы достигли точности передачи квантового состояния 99,8 % в модели. Наш подход позволяет использовать топологии сверхпроводниковых чипов без существенной модернизации параметров самих кубитов, упрощая пути его внедрения для масштабирования квантовых процессоров на основе флаксониумов.
В статье проанализирован перехват информации на основе оптического туннелирования информационного сигнала из волоконно-­оптического канала оптической системы связи в канал утечки. Анализ выполнен методом численного моделирования. Он показывает высокий уровень угроз информационной безопасности критической информационной инфраструктуры. Перехват может быть реализован скрытно в полевых условиях с вероятностью появления ошибочного бита, не бóльшим, чем в линии связи, даже при сохранении структуры оптического волокна и с минимальными разрушениями защитных оболочек кабеля.
Работа посвящена методике изучения явления квантовой запутанности в курсе квантовой механики для студентов специальности "физика". Показано, что студентам университетов важно знать о квантовой запутанности, являющейся ключевой частью квантовой механики, поскольку она необходима для понимания различных трактовок квантовой механики и будущих технологий, связанных с этой областью. Эксперименты, проведенные на интерферометре Маха-Цендера, являются одним из множества экспериментов, которые убедили физиков в том, что квантовая механика не может быть описана с точки зрения классической механики. В случае изучаемого явления фотон не следует по одной определенной траектории, а должен описываться в терминах квантовой суперпозиции множества траекторий. Предлагается изучение феномена квантовой запутанности после освоения таких тем, как постулаты квантовой механики, уравнение Шредингера, принцип суперпозиции, проблема измерения, а также после решения известных традиционных задач, касающихся квазиклассического случая. Эти темы создают необходимый фон и мотивацию для понимания концепции запутанности и её последствий для квантовых систем. В качестве экспериментальной техники предлагается демонстрация работы самого простого интерферометра Маха-Цендера, изготовленного фирмой LD Didactic GmbH. Для компьютерной демонстрации изучаемого явления используется система компьютерной алгебры Mathematica и продукты фирмы Wolfram. В результате этого становится возможным наглядно показать, что квантовые частицы могут находиться в состоянии суперпозиции, и, таким образом, используемый интерферометр является мощным инструментом для выявления фундаментальной природы квантовой механики.
В современной физике ученые смогли достичь передачи информации при помощи света без потерь. Областью таких исследований занимается фотоника. В реальных условиях эксперимент часто становится проблематичным или совсем невыполнимым из-за добавочных условий среды и нестабильного состояния системы. Главным образом будет являться обход таких состояний при помощи инновационных решений. С помощью данных ученые передают информацию в космос на спутники, и получают важнейшую информацию о природе. В настоящей работе пойдет речь о вопросах распространения вихревой световой волны в природе для передачи информации в космосе и на дальних расстояниях. В статье будет рассмотрен принцип модового уплотнения. Предложено теоретическое решение связи модового уплотнения с темновым состоянием фотона.