Розглянуто силу свiтлового тиску на наночастинки, що мiстять домiшки атомiв або центри забарвлення, якi резонан-сно взаємодiють з полем. Наявне кристалiчне оточення у загальному випадку унеможливлює формування дворiвневої схеми взаємодiї атома або центра забарвлення з полем завдяки зняттю заборони на частину переходiв зi спонтанним випромiнюванням. У результатi частина атомiв перебуває у станах, якi не взаємодiють з полем лазерного випромiнювання, але якi з часом релаксують до основного стану. Побудовано теорiю, яка дозволяє розрахувати силу свiтлового тиску на атоми чи центр забарвлення (i, вiдповiдно, на наночастинку, в якiй вони перебувають) у залежностi вiд параметрiв їхньої взаємодiї з полем та параметрiв релаксацiї збудженого стану i промiжних станiв. Для вивчення впливу рiзних факторiв на силу свiтлового тиску розрахунки проведенi для модельної сукупностi параметрiв, а також для параметрiв, якi визначають взаємодiю тризарядних iонiв ербiю у допованих ним кристалах Y2SiO5 та центрiв забарвлення, що виникають завдяки розташуванню атомiв кремнiю в дефектах кристала алмазу. Як виявилося, завдяки центрам забарвлення можна на кiлька порядкiв пiдняти силу тиску свiтла на малi, значно меншi за довжину хвилi, наночастинки.
Розглянуто силу свiтлового тиску на наночастинки, що мiстять домiшки атомiв або центри забарвлення, якi резонан-сно взаємодiють з полем. Наявне кристалiчне оточення у загальному випадку унеможливлює формування дворiвневої схеми взаємодiї атома або центра забарвлення з полем завдяки зняттю заборони на частину переходiв зi спонтанним випромiнюванням. У результатi частина атомiв перебуває у станах, якi не взаємодiють з полем лазерного випромiнювання, але якi з часом релаксують до основного стану. Побудовано теорiю, яка дозволяє розрахувати силу свiтлового тиску на атоми чи центр забарвлення (i, вiдповiдно, на наночастинку, в якiй вони перебувають) у залежностi вiд параметрiв їхньої взаємодiї з полем та параметрiв релаксацiї збудженого стану i промiжних станiв. Для вивчення впливу рiзних факторiв на силу свiтлового тиску розрахунки проведенi для модельної сукупностi параметрiв, а також для параметрiв, якi визначають взаємодiю тризарядних iонiв ербiю у допованих ним кристалах Y2SiO5 та центрiв забарвлення, що виникають завдяки розташуванню атомiв кремнiю в дефектах кристала алмазу. Як виявилося, завдяки центрам забарвлення можна на кiлька порядкiв пiдняти силу тиску свiтла на малi, значно меншi за довжину хвилi, наночастинки.
Метою роботи є теоретичне дослiдження бреггiвських переходiв дворiвневого атома у полi двох пар зустрiчних свiтлових iмпульсiв iз рiзними несучими частотами. Бреггiвськi переходи розглядаються як когерентнi мультифотоннi процеси дифракцiї, у яких за належного налаштування на бреггiвський резонанс iмпульс атома може змiнюватися на 2nhk за один акт розсiювання, тодi як однофотоннi переходи пригнiченi через велику розладнанiсть вiдносно резонансу. Показано, що за такої конфiгурацiї ефективнiсть переходу практично не залежить вiд площi iмпульсiв, що вiдрiзняє її вiд випадку однiєї пари iмпульсiв. Фiзичною основою цього ефекту є майже адiабатична взаємодiя атома з полем, подiбна до взаємодiї з перекривними у часi зустрiчними iмпульсами з нерезонансними несучими частотами (В.I. Романенко, Л.П. Яценко, ЖЭТФ, 2000, Т. 117, № 3, с. 467–475; V.I. Romanenko and L.P. Yatsenko, JETP, Т. 90, № 3, 2000, pp. 407–414). Також показано можливiсть стiйкого до змiни iнтенсивностi розщеплення атомного пучка та формування селективних лазерних дзеркал. Запропонований пiдхiд до керування рухом атомiв може бути застосований для дослiдження iнтерференцiйних явищ в атомнiй оптицi.
Запропоновано нову пастку для атомів і малих частинок, в основі якої – взаємодія атома з полем зустрічних імпульсів, що частково накладаються у часі. Суттєвою відмінністю від відомих аналогів є близька до адіабатичної взаємодія атома з полем, що дозволяє протягом того ж часу взаємодії передати атому значно більший імпульс і зменшити розмір пастки. Показано, що завдяки залежності світлового тиску від швидкості під час взаємодії з полем відбувається охолодження ансамблю атомів.
З появою квантових обчислювальних технологій, що мають потенціал обчислювати з набагато більшою швидкістю, ніж класичні комп’ютери класична стеганографія стикається з новими загрозами, які ускладнюють приховування інформації. Водночас це стимулює розвиток нових підходів, таких як постквантова стеганографія, яка враховує потенціал квантових обчислень. Але, виявляється, що квантові обчислення мають потенціал радикально змінити багато аспектів криптографії, а стеганографія, яка використовується для приховування інформації, також може зазнати впливу. Мета роботи. Аналіз особливостей впливу найвідомішої реалізації квантової криптографії, як квантовий розподіл ключів (Quantum Key Distribution для розробки рекомендацій щодо підвищення ефективності стеганографічних методів. Методологія дослідження. Для дослідження впливу квантових обчислень на стеганографію розглянуто застосування різноманітних методів, залежно від конкретних цілей дослідження та доступних ресурсів, а саме: математичне моделювання стеганографічних алгоритмів, аналіз вразливостей перед квантовими алгоритмами, розробка квантових атак на стеганографічні методи та інші. Наукова новизна. Авторами у цієї проблематиці були визначені основні криптографічні системи, що забезпечують захист інформації в умовах квантових загроз, у тому числі особливості квантової криптографії. Також наведені основні особливості квантових обчислень, такі як суперпозиція, заплутаність та зв’язаність. Як результати дослідження можуть бути такі. Нарешті, необхідно зазначити, що загрози, які виникають у результаті розвитку квантових технологій, вимагають термінової адаптації та впровадження нових стандартів у сфері інформаційної безпеки. Інтеграція QKD і стеганографії є багатообіцяючим напрямком, що може знайти застосування в захищених комунікаціях, зокрема в дипломатії, оборонній сфері та приватних зв’язках. Висновки. Квантова механіка пропонує високий рівень випадковості, який може бути використаний для підвищення надійності приховування інформації за рахунок переваг квантового випадкового шуму. Це дозволяє створювати більш стійкі до виявлення стеганографічні системи. Потенційні напрямами подальших досліджень можуть бути: вивчення інтеграції квантових методів з класичною стеганографією; аналіз безпеки стеганографічних методів у постквантовий період; розробка квантових протоколів стеганографії; оцінка впливу квантового шуму на приховування та виявлення інформації для захисту систем електронної комерції.
У даній роботі запропонована можливість застосування інтегральних рівнянь, відповідних рівнянню Шредінгера, до знаходження радіальної складової хвильової функції квантової системи двох частинок та допустимих значень головного квантового числа системи. Актуальність роботи обумовлена необхідністю доповнення методики викладення такої важливої ключової задачі квантової механіки, як квантова теорія атома водню, яке полягає в розширенні сукупності методів знаходження розв’язків рівняння Шредінгера для атома водню та їх систематизації, що буде сприяти кращому розумінню даної теми. Запропонована послідовність викладення матеріалу враховує останні тенденції розвитку методів пошуку розв’язків стаціонарного рівняння Шредінгера в аналітичному вигляді, демонструє можливість знаходження енергетичного спектру квантової системи частинок за допомогою інтегральних рівнянь. Формулювання проблеми. Квантова теорія атома водню у підручниках та навчальних посібниках з фізики найчастіше викладають, спираючись на одночастинкове рівняння Шредінгера для електрону, переходячи до системи відліку пов’язаної з ядром атому, нехтуючи рухом ядра, або частину матеріалу викладають при розгляді руху електрону в центральному силовому полі. Для узагальнення методики викладання, краще одразу розглядати квантову систему двох частинок: електрону і ядра атома водню. Матеріали і методи. Головними методами вирішення поставленої проблеми є: засоби пошуку розв’язків звичайних, лінійних, диференціальних рівнянь у частинних похідних, теорія багатовимірних інтегральних рівнянь та теорія функцій Гріна. Результати. З’ясовано, що радіальні складові хвильових функцій атома водню, що визначають енергетичний спектр, можна отримувати без переходу до сферичної системи, що спрощує викладення матеріалу теми. Запропоновано узагальнення послідовності викладення матеріалу по квантовій теорії атома водню. Висновки. Запропоноване узагальнення методики знаходження розв’язків рівняння Шредінгера для атома водню дозволяє підсилити повноту викладення матеріалу теми «Квантова механіка», підвищує ступінь доказовості викладення матеріалу та сприяє його розумінню.
МЕТОД АДАПТИВНОГО ВИБОРУ ПОСТКВАНТОВИХ АЛГОРИТМІВ ШИФРУВАННЯ ДЛЯ ЗАХИСТУ БАЗ ДАНИХ Анотація.У статті досліджено проблему забезпечення захисту баз даних в умовах розвитку квантових обчислень, які створюють потенційну загрозу для класичних криптографічних алгоритмів, що використовуються в сучасних інформаційних системах.Проаналізовано особливості застосування постквантових алгоритмів шифрування для захисту інформації, що зберігається та обробляється у базах даних підприємства, з урахуванням вимог до конфіденційності, цілісності та доступності даних.Визначено, що існуючі підходи до використання постквантової криптографії здебільшого базуються на фіксованому виборі алгоритмів і не враховують динамічні зміни середовища функціонування, рівень загроз, навантаження на систему та обмеження обчислювальних ресурсів.Запропоновано метод адаптивного вибору постквантових алгоритмів шифрування для захисту баз даних, який ґрунтується на багатокритеріальному оцінюванні їх характеристик.Метод передбачає формування множини допустимих алгоритмів, визначення системи критеріїв оцінювання, нормування показників, обчислення інтегральної оцінки ефективності та її адаптацію з урахуванням поточного рівня ризику компрометації даних.У межах дослідження розроблено математичну модель методу, яка враховує показники криптографічної стійкості, швидкодії, ресурсомісткості, розміру ключа, затримки оброблення запитів, а також параметри, що характеризують вразливості системи, інтенсивність загроз і критичність інформаційних ресурсів.На відміну від існуючих підходів, запропонований метод забезпечує адаптивне коригування вибору алгоритму залежно від поточного стану інформаційного середовища, що дозволяє досягти оптимального балансу між рівнем безпеки та ефективністю функціонування системи управління базами даних.Реалізація методу дає змогу підвищити стійкість систем захисту до сучасних і перспективних кіберзагроз, зокрема тих, що пов'язані з використанням квантових обчислювальних технологій.
Розглянуто можливості уповільнення та прискорення імпульсів світла шляхом запису динамічних ґраток показника заломлення із когерентною по відношенню до сигнальної хвилею накачки. Проаналізовано різні варіанти реалізації нелінійної чотирихвильової взаємодії, які забезпечують стаціонарне або перехідне підсилення сигнальної хвилі і можуть бути використані для маніпулювання світловими імпульсами (двопучкова, трипучкова, чотирипучкова взаємодії; запис ґраток на пропускання або на відбиття; скалярні або векторні взаємодії). Показано, що поширення імпульсів світла із довжиною значно меншою за характерний час формування ґратки показника заломлення відбувається так само, як поширення оптичних провісників.