Quantum Key Distribution and bb84 Protocol

Asosiy QKD modeli. Mart Haitjema tomonidan surat .
QKD ning asosiy modeli Elis va Bob deb ataladigan ikki tomondan iborat bo'lib,
kvant zarralarini almashish orqali maxfiy kalitni almashishni o'z ichiga olgan kvant
aloqa kanaliga (shaxsiydir) va klassik aloqa kanaliga (ommaviy) kirish huquqiga ega.
Bu asoslarni yarashtirish, xatolarni tuzatish va maxfiylikni kuchaytirish
protokollarini o'z ichiga oladi. Bizning taxminimizcha, Momo Havo deb nomlangan
tinglovchi ikkala kanalga ham kira oladi.
Get unlimited access
Open in app

---

05.12.2022, 08:31
Quantum Key Distribution and BB84 Protocol | Quantum Untangled
https://medium.com/quantum-untangled/quantum-key-distribution-and-bb84-protocol-6f03cc6263c5#id_token=eyJhbGciOiJSUzI1NiIsImtpZCI6Ij…
4/11
Keling, kvant mexanikasidan QKD ni juda foydali qiladigan tushunchalarni ko'rib
chiqaylik.
1. Geyzenbergning noaniqlik printsipi : Bu tamoyil kvant tizimida pozitsiya va
impuls kabi juftlik xossalarining faqat bitta xususiyati aniq ma'lum bo'lishi
mumkinligini ta'kidlaydi (zarrachaning pozitsiyasini oqilona o'lchash uning tezligini
buzadi). Kvant kriptografiyasi bundan konjugat xossalari sifatida turli asoslarda
fotonlarning qutblanishidan (chunki fotonlar optik tolali aloqalar orqali
almashinishi mumkin) foydalanadi.
2. Klonlash teoremasi yo'q: oxirgi tamoyilga bilvosita rioya qilish noma'lum kvant
holatining bir xil nusxalarini yaratish mumkin emasligini bildiradi. Shu sababli,
hayotiy uzatish paytida kimdir kvant kanalini to'xtatganligini aniqlash mumkin.
3. Kvant chigalligi: masofadan qat'iy nazar, ikkita kvant zarrachalari chigallashishi
mumkin. Muayyan xususiyat zarrachada o'lchanganda, boshqa zarrada
xususiyatning korrelyatsiya holati paydo bo'ladi. Kvant teleportatsiyasi klassik
axborot kanali orqali aloqa qilish uchun chalkashlikdan foydalanadi. Ekkert
protokolining asosi sifatida chigal holatlar qo'llaniladi, bu haqda keyinroq
gaplashamiz.
Chiqishning xayoliy tasviri
Get unlimited access
Open in app

---

05.12.2022, 08:31
Quantum Key Distribution and BB84 Protocol | Quantum Untangled
https://medium.com/quantum-untangled/quantum-key-distribution-and-bb84-protocol-6f03cc6263c5#id_token=eyJhbGciOiJSUzI1NiIsImtpZCI6Ij…
5/11
BB84 protokoli
1984 yilda Charlz Bennet va Gilles Brassard Heisenbergning noaniqlik printsipiga
asoslangan protokolni nashr etdilar. Protokol mualliflarning ismlari va chop etilgan
yilidan kelib chiqib, BB84 deb nomlanadi. Bu eng mashhur kvant protokollaridan
biridir. HUP-ga asoslangan boshqa barcha protokollar BB84 varianti hisoblanadi.
BB84 protokolida Elis tasodifiy maxfiy kalitni Bobga ularning polarizatsiyasida
kodlangan shaxsiy kalit bilan fotonlar qatorini yuborish orqali yuborishi mumkin.
Klonlashning yo'qligi teoremasi Momo Havoning bu fotonlarni o'lchay olmasligini
va ularni foton holatini aniqlangan tarzda buzmasdan Bobga uzata olmasligini
kafolatlaydi.
Kvant kanalida xatolik yo'qligini hisobga olsak, yuqoridagilar to'g'ri. Agar trek
xatolikka moyil bo'lsa, Elis va Bob Momo Havoning mavjudligini har doim ham
aniqlay olmaydi.
Fotonlar qubit sifatida
Fotonlar kvant xususiyatlariga ega va optik tolalar orqali uzatilishi mumkin va
shuning uchun maxfiy kalitni kodlash uchun ishlatilishi mumkin. Keling,
fotonlarning kubit sifatida qanday ishlashini va ularni qanday boshqarishimiz
mumkinligini muhokama qilaylik.
Fotonlar qutblanish holati uchun qubitlardir. Endi polarizatsiya nima? Bundan oldin
biz yorug'lik to'lqini nima ekanligini bilishimiz kerakmi? Yorug'lik to'lqini - bu elektr
maydoni egallagan tekislik magnit maydon egallagan tekislikka perpendikulyar
bo'lgan elektromagnit to'lqin. Va to'lqinning tarqalish yo'nalishi bu ikki tekislikka
ortogonaldir.
Yorug'lik to'lqini qutblanganda, u bir tekislikda tebranadi. Biz yorug'likni qutblash
uchun yarim to'lqinli plitalar va chorak to'lqinli plitalar kabi polarizatorlar va to'lqin
plitalaridan foydalanishimiz mumkin.
Polarizatsiyaning ikki turi mavjud: chiziqli va elliptik . Bu erda elliptik polarizatsiya
haqida bilishimiz shart emas. Chiziqli polarizatsiya ikkita holatga ega: to'g'ri chiziqli
va diagonal . Yana to'g'ri chiziqli polarizatsiya ikki xil: gorizontal va vertikal.
Diagonal polarizatsiya ham ikki xil: diagonal va diagonalga qarshi.
Foton polarizatsiyasida bizda ikki darajali tizim mavjudligini ko'rish juda oson.
Shunday qilib, biz birini |0⟩, boshqasini esa |1⟩ sifatida ishlatishimiz mumkin. To'g'ri