Оптимізація квантових логічних схем для приховування інформації у квантових зображеннях

Іван Ігорович Кирилов

МУЛЬТИАГЕНТНЕ НАВЧАННЯ З ПІДКРІПЛЕННЯМ ДЛЯ ОПТИМІЗАЦІЇ КВАНТОВИХ СХЕМ

П. О. Келеберда, А. В. Мороз

О. І. Федюшин

А. В. Шпикуляк

Стаття описує основи функціонування квантових комп'ютерів та охоплює ключові аспекти, такі як кубіти, суперпозиція, квантова заплутаність, а також методи обробки інформації в квантових системах.

Я. С. Кацап, М. Тарновський, І. Колесник +2 more

У роботі досліджуються фундаментальні принципи трансляції класичних цифрових схем в еквівалентні квантові ланцюги. Розглядається концепція оборотної логіки та аналізуються ключові універсальні гейти, такі як Тоффолі та Фредкіна, необхідні для забезпечення унітарності квантових операцій. Проведено порівняльний аналіз реалізації базових логічних функцій із позиції квантової вартості, що визначається кількістю необхідних гейтів, зокрема схильних до помилок операторів CNOT. У дослідженні представлені та апробовані методи синтезу та мінімізації квантових ланцюгів для типових комбінаційних схем (наприклад, суматора та мультиплексора). Здійснено моделювання та оцінку оптимізованих квантових схем у середовищі IBM Qiskit [4].

Володимир Леонідович Зінченко, Володимир Олексійович Лифар

Розглянуто деякі можливості та проблеми систем передачі інформації, заснованої на квантово-механічних принципах. Незважаючи на уявно високу надійність оптоелектронних систем, що використовують когерентні фотони для захищених ліній передачі та обробки інформації, теоретично можливі методи і засоби здійснення несанкціонованого доступу до квантової інформації, що передається. Раніше передбачалося, що методи та алгоритми криптографії забезпечують дуже високий рівень надійності та безпеки інформаційних потоків. Однак з виникненням більш продуктивних обчислювальних систем, особливо квантових комп’ютерів, з’явилася можливість реалізації складних алгоритмів атак і методів викрадення ключів та потокової інформації. Крім цього, відомі протоколи криптографії були вивчені та випробувані з використанням «пробоїв» та алгоритмів дешифрування, що зробило раніше надійні системи практично непрацездатними. У статті розглянуто деякі види атак, які найбільш ймовірно можуть застосовуватися кіберзлочинцями. Окремі властивості квантових оптичних систем дозволяють використовувати деякі фізичні принципи для виявлення стану фотонних потоків і аналізу зміни цих станів з метою визначення надійності та достовірності інформації, що передається. Водночас припускається, що гібридне поєднання аналізу фізичних характеристик квантів, які передаються в q-бітному поданні, та надійних криптографічних протоколів, можливо, істотно посилить атрибути надійності та захищеності інформації. За таких умов ставиться завдання дослідити можливість застосування у надійних квантових системах деяких методів та систем інтелектуального аналізу даних для реалізації системи підтримки прийняття рішень (СППР) щодо надійності квантових засобів передачі в OLTP-режимі. Пропонується використовувати засоби підготовки та обробки інформації на базі нейронних мереж, що навчаються. Необхідно з’ясувати можливості нейронних мереж працювати у реальному часі з повною синхронізацією інформаційних потоків, а також можливості аналізу їхніх станів. Проаналізовано деякі види атак з поділом фотонів, «квантових троянів» та ін. Незважаючи на безпеку, існує безліч можливостей пробоїв у структурі самого каналу передачі квантів, що не гарантує стовідсотковий захист інформації від атак кіберзлочинців.