Kvantne tehnologije temeljijo na zakonih fizike, ki jih raziskuje znanstvena veda pod imenom kvantna mehanika. Za svoje delovanje izkoriščajo kvantne učinke za zbiranje, obdelavo in prenos informacij. Ne gre za nekaj novega, saj so se začele uporabljati že z jedrsko energijo in postavile temelje za polprevodnike, ki omogočajo delovanja današnjih pametnih telefonov. Na podlagi razumevanja delovanja posameznih delcev se v zadnjem obdobju na področju kvantnih tehnologij dogajajo prelomne novosti. Kvantne tehnologije so širši pojem, ki zajemajo ožja področja, kot so kvantna senzorika, kvantno računalništvo in kvantna komunikacija. V praksi se posamezne kvantne tehnologije pogosto zelo prepletajo. Ob omembi besede »kvantno« danes najprej pomislimo na kvantno računalništvo. Čeprav kvantno računalništvo res pritegne največ pozornosti in naložb, se pomembne raziskave izvajajo tudi na področju kvantne senzorike in kvantne komunikacije. Kvantna senzorika omogoča izredno natančne meritve z veliko občutljivostjo. Kvantna komunikacija omogoča varen prenos informacij. Kvantno računalništvo pa bo reševalo probleme, ki so prezahtevni za danes najboljše klasične računalnike in superračunalnike. Že na samem začetku ugotovimo, da gre pri kvantnih tehnologijah za popolnoma nov pogled. Kvantno računalništvo pa ni le hitrejša različica klasičnega računalništva, temveč gre za popolnoma drugačno napravo, ki zahteva drugačen pristop in ponudi drugačen način reševanja najbolj kompleksnih problemov. Kot da bi rekli, da je žarnica le zmogljivejša oblika sveče. Predstavili smo različne potenciale kvantnih tehnologij v različnih gospodarskih sektorjih s praktičnimi primeri ter orisali predvideno smer raziskav in razvoja kvantnih tehnologij. Dotaknili smo se zasebnih in javnih investicij ter geopolitičnega pomena kvantnih tehnologij.

Oct 13, 20260 citations

Problem kvantnih računalnikov v kriptografiji in post-kvantna kriptografija

Dino Vlahek

V magistrski nalogi je predstavljen problem, ki ga kvantno racunalnistvo prinese v sodobno kriptografijo. Predstavljen je model kvantnega racunalnika, ki temelji na kvantni teoriji, razložena je kvantna teorija, pojem kubita, kot bistven pojav kodiranja informacij s kvantnimi racunalniki, osnovne kvantne kriptografije in koncepti sodobne kriptografije s poudarkom na najbolj priljubljenih asimetricnih algoritmih sifriranja. Razložene in analizirane so paradigme post-kvantnih asimetricnih sifrirnih algoritmov, implementiranih v okvir projekta Open Quantum Safe, njihova ucinkovitost je primerljiva z najbolj popularnimi sodobnimi algoritmi. Za primerjavo ucinkovitosti je narejen test casovne in komunikacijske zahtevnosti izbranih algoritmov. Rezultati so prikazani graficno in opisno. Rezultati eksperimenta so pokazali, da obstaja ucinkovita kvantno odporna alternativa obstojecim asimetricnim sifrirnim algoritmom. Kvantni racunalniki, ne kot evolucija klasicnih, ampak kot popolnoma nova vrsta racunalnika, predstavljajo novo, fascinantno poglavje v racunalnistvu, ki se se mora razkriti.

Jan 1, 20180 citations