Комментарии 107
Это немного путано, но идея такая: берём запутанную пару, допустим, электронов с суммарным спином системы равным нулю, измеряем её, получаем на каждом конце случайное значение, но обязательно, если на одном конце +1/2, то на другом — -1/2.
Если мы на одном конце получили «0», то можем быть уверены, что на другом конце _именно в этот момент_ появилась единица. Но только один раз. После этого запутанное состояние исчезнет, и электроны сами по себе.
«Теорема о запрете клонирования — утверждение квантовой теории о невозможности создания идеальной копии произвольного неизвестного квантового состояния.» — википедия
А в целом — да, у ребят и на сайте материалы отнюдь не уровня мембраны, для понимания 90% статей надо быть в теме, причем хорошо так. Если бы они немного снизили градус научности от шелдона к пенни — думаю это слегка повысило бы количество понимающих и читающих их статьи, но сильно принизило бы статус научного ресурса. А так получается как у меня на лекциях по уравнениям матфизики в свое время — куча формул — «из этого очевидно вытекает...» — следующая гора формул… хотя часть формул была знакома, очевидность была понятна только лектору. Тут точно такое же ощущение — вроде все почти знакомо — бац — логический вывод вообще нифига непонятен.
И чем это отличается от того, что мы положим в коробки (если хотите, наугад, с завязанными глазами) левый и правый ботинки, запечатаем и разнесем… на тот же один световой год. И тоже — откроем один и будем точно знать какой второй.
Так же, объясните, почему передача в квантовой криптографии считается абсолютно надежной.
Да — перехватив фотон в оптоволокне, мы никак не сможем узнать его квантовое состояние не измерив его.
Насколько я понимаю, измеряя, мы воздействуем на фотон и он автоматически изменяет свое состояние на неизвестное (спин может поменяться, а может и нет) Поэтому продолжить путь фотона адресату мы не можем (условно он обнаружит подлог по контрольной сумме). Но что помешает нам создать много новых пар запутанных фотонов, измерить их «вторые половинки», подобрать нужный и отправить его. На данном этапе развития — догадываюсь, что скорость этой подмены будет достаточной, что бы обнаружить её… Но теоретически, что мешает осуществить такой перехват?
По аналогии с бытом и ботинками (хотя аналогия получается уже бредовой, как и должна быть аналогия с макромиром :)) мы кладём в коробки два ботинка «контрастного цвета», а потом в одном из мест решаем, будет ли это пара из чёрного с белым или из зелёного с красным.
В момент отправки цвет — _не определён._
И, конечно, злоумышленник не может знать, какие измерения мы намерены проделать. Перехватив коробку, он разрушит корреляцию и достанет ботинок (допустим) синего цвета. В этот момент на другом конце другой ботинок приобретёт жёлтый цвет.
Но мы-то при передаче уславливались на чёрно-белые!
Когда мы на конце отправки померим оставшуюся копию на «чёрнобелость», мы получим с какой-то вероятностью белый, а с какой-то — чёрный цвет. То есть, совпадение отправленного ключа с тем, что получил злоумышленник может быть уже только чисто случайным.
Более того, мы заметим факт разрушения корреляции, когда обменяемся такими посланиями со своим адресатом. И увидим, что нас подслушивают.
Согласно Копенгагенской интерпретации КМ правильный ответ «потому что так». Есть и другие варианты ответа, подробнее, например, «потому что так вот».
Наш мир нелокален и не имеет скрытых параметров. Это то, что мы знаем. Почему и как так получается — без понятия.
Вообще, мне кажется, что идея квантовой криптографии противоречит самой идее передачи информации. То есть, передача информации подразумевает модуляцию носителя заранее заданным способом, позволяющим последующую демодуляцию с интерпретацией самого послания. Если возможна демодуляция, почему невозможны перехват, демодуляция для анализа и обратная модуляция?
Если есть генератор пар связанных фотонов в точке передачи информации, почему я не могу сделать такой же генератор с производительностью в 10 раз больше и отправлять дальше вместо перехваченных те из моих фотонов, которые будут очень похожи на перехваченные? Тем более, что параметров, которые мне нужно «скопировать» не так уж и много у фотона. Тем более, что после каждых 10 километров половина фотонов теряется, а значит в послание уже будет заложена избыточность для коррекции ошибок, принимающий передачу должен допустить, что не все фотоны долетели, и вряд ли сможет отловить «подставленный» фотон.
Природа. Были поставлены прямые эксперименты по проверке неравенств Белла. Квантовая криптография — это уже прямое следствие.
Уф. Если после всех объяснений продолжает казаться, что тут можно сделать? Ну, кажется и кажется, что ж… бывает.
Перехват невозможен потому, что спутанная пара — _единое целое._ В момент измерения оно ведёт себя единое целое, на какие расстояния ни было бы разнесено, и это можно проверить…
После чего целостность разрушается, и восстановить в одностороннем порядке её невозможно. Ну вот то есть СОВСЕМ невозможно по современным представлениям о самых основах нашего мира.
Нет никакой «демодуляции-модуляции» вообще, да и вообще передачи информации НЕТ (о чём не раз, кстати, настойчиво было повторено). Есть случайный процесс измерения пространственно-разнесённой системы, который приводит к одновременному появлению связанных значений в двух пространственно-удалённых точках. Понимаете?
Ну что тут сложного такого?
Нет отдельных фотонов, переданных от Пети к Васе, нет модуляции, нет возможности перехватить или подделать… Ну или по меньшей мере, пока фундаментальная физика такого способа не знает.
Вообще, старая терминология при переносе на новые явления порождает много путаницы. Гораздо понятнее будет, если сказать, что мы нашли способ одновременно генерировать одно и то же случайное число в двух (и только двух!) разных точках пространства.
Для этого нам нужен оптический канал связи и немножко специфичного железа.
Криптография появляется на втором этапе, когда мы с помощью этого случайного числа начинаем шифровать передаваемые по классическому каналу данные. Получается одноразовый шифроблокнот (как известно, невзламываемый принципиально), но возобновляемый, бесконечной длины.
Что и даёт абсолютную защиту.
Приготавливается система из двух фотонов с единой ВФ. Один фотон отправляется далеко, второй остаётся на месте. Затем кто-то измеряет свой фотон по оговоренному базису, получает случайное число, ВФ системы коллапсирует в чистое состояние по этому базису (ВФ всей системы, И первый, И второй фотон). Если после этого на другом конце измерить другой фотон по тому же базису, получается 100% корреляция.
Можно это представлять как сверхсветовую передачу информации из первого места во второе («телепортация» и т.п.), но правильнее — как одновременное появление связанной (случайной! это принципиально!) информации в двух точках пространства.
Да не коллапсирует ВФ. Она какая была, такая и остаётся, она уже была такая с учётом возможного вмешательства. Измерив состояние фотона в одном конце, Вы просто предсказали, что будет на другом. Вот и всё. Где тут передача информации? И где тут генерация случайных чисел? Чувак, который принимает Ваши фотоны на другом конце, не знает чего Вы сами там уже намерили, а значит может только рассчитывать на свои детекторы, чтобы определить чего Вы ему послали. Опять, не вижу тут места для криптографии, и как можно тут уберечься от MITM.
Она НЕ была такой до измерения, потому что способ измерения может быть выбран уже после создания системы и разнесения её частей на расстояние. Это проверили. Проверено: это так.
Чувак на другом конце делает свои измерения (по согласованному нами способу) сам и получает свой результат, коррелирующий с моим.
Ну, конечно, раз Вы чего-то не видите и/или не понимаете, значит, этого нет. :)
Но объясните мне схему. Вот у нас с Васей квантовая криптолиния. Я посылаю ему запутанный фотон. Вы сидите посередине и очень хотите знать этот бит (им я потом зашифрую ответ на вопрос на миллион). Ваши действия? Что именно Вы будете делать, как измерять, что дальше и т.п., в деталях, плз?
Я пустил 4 фотона из созданых мною четырёх пар. Два профукались, один долетел до Васи и один поймали Вы. Теперь, наконец, расскажите, какой вообще Вам со всего этого профит?
Перехваченный фотон из одной пары ничего не скажет ни об остальных, ни о ключе. Каждая пара — сама по себе. Вот я и спрашиваю: фигли Вам с перехваченным фотоном делать, если он в запутанном состоянии до Васи уже никогда не дойдёт, и я после выкину свою часть этой пары из ключа как некоррелированную вместе с остальными потерями?
Ну получили вы «1». Или «0». Дальше-то — вот что?
Если сообщение посылается с избыточностью с учётом возможных потерь фотонов, почему я, перехватив другой фотон, из-за той же самой избыточности не смогу восстановить сообщение?
Ага. Как бит в XOR'е.
Потому что у нас с Васей есть общее множество дошедших правильно пар. Соотвественно, мы имеем общую часть ключа, мы просто пока ещё знаем, какую. С Вами я тоже имею общую часть ключа (то, что Вы перехватили). А вот нашей общей с Васей части ключа у Вас нет (и принципиально не может быть).
А криптованное сообщение мне посылает Вася.
«Дошло 54. Айди фотонов <такие-то.>»
«Ок. По ним у меня контрольная сумма <такая-то>»
«Уменя тоже.»
«Лови сообщение на миллион.»
Уважаемый k155la3 я верно понимаю алгоритм передачи? Т.е. мы передаем фотоны отдельно и отдельно служебную информацию по ним чтобы понять какие потерялись по дороге и не должны быть учтены, а уже потом отдельно послыем сообщением
Но в итоге — именно так. Мы с Васей выясняем, какие дошли правильно и совпадают у нас, затем выкидываем лишнее и спокойно используем ключ.
В общем, насколько я себе могу это представить, передача ключа шифрования (или затравки для генератора псевдослучайных чисел нужной длины) может выглядеть так:
Петя передаёт Васе последовательность фотонов из связанной пары. Одна половина регистрируется на месте, вторая — вталкивается в волоконную линию связи. На месте передачи у нас есть таблица: время передачи и состояние фотона, возможно с ошибкой измерения. Вася принимает то, что до него долетело, определяет состояние принятых фотонов, и пересылает метки времени обратно Пете. Учитывая вероятностный пуассоновский характер меток времени, Вася сопоставляет их со своим списком, учитывая задержку на передачу, определяет, что там долетело до Васи, а у Васи может быть и часть ложных срабатываний из-за темнового тока фотодетекторов, Петя составляет ключ, добавляя некоторую избыточность на те временны́е метки, которые есть у Васи, но нет у Пети, плюс надо скомпенсировать возможные ошибки при измерениях поляризации у обоих: и у Пети, и у Васи. То есть, составляется метод шифрования-кодирования с коррекцией ошибок. Всё? Я правильно понял, что перехват фотонов в данном случае не работает, т.к. перехваченные фотоны никак не коррелируют с теми, которые в конце концов лягут в основу ключа?
Да, в этом-то и главная фишка, отличие от всего, что было ранее: как только случается перехват, биты перестают совпадать у отправителя и адресата, а значит — теряют смысл как часть ключа. Сам факт перехвата неизлечимо портит перехваченное, и подделать никак, фундаментальная физика (пока?) против.
А! Вы заранее о чём-то договорились по совершенно другому каналу связи? Или даже при личной встрече? Ну, так тогда почему бы вам сразу не обменяться затравками для генераторов псевдослучайных чисел и не париться с квантовой криптографией?
«Затравка для генератора псевдослучайных чисел» — это и есть ключ шифра. :) И доказано, что всё дело — в длине этого ключа, если ключ слишком короткий, то систему можно вскрыть. Чтобы «не париться с квантовой криптографией», но иметь достаточную надёжность, нужно по надёжному каналу распределять ключи достаточной длины.
Кстати, так сейчас и делают. Но свои минусы у этой схемы, очевидно, есть. :)
в условиях нынешней разветвлённой сети это достаточно проблематично — слишком много каналов связи.
Иначе Вася сразу поймёт, кто Петя, а кто им прикидывается. Потому что от них пришли разные ключи.
Суть квантовой телепортации в том, что принципиально невозможно послать какой-то определённый ключ. Т.е. если даже ты перехватил посланный Васей ключ — ты не можешь послать его копию Пете.
k155la3 > с практической точки зрения Вам будет сильно мешать наша с Васей возможность обменяться информацией по любому классическому каналу связи.
black_semargl > если даже ты перехватил посланный Васей ключ — ты не можешь послать его копию Пете.
Это так, но ты (как человек-посредине) можешь по открытому каналу или по обычному криптованному(по тому, по которому Петя сообщает Васе о том какие конкретно «по счёту» фотоны он получил), передать Васе, прикинувшись Петей — какие именно фотоны ты перехватил. — И тогда Вася будет вести связь с тобой, считая что ты Петя.
Если это так — то, считая что защита связи определяется самой уязвимой технологией в цепочке передаче, мы имеем «защиту этой связи» на уровне защиты «обычного криптованного канала» — со всеми вытекающими.
Но верно то, что Петю обмануть так мы не сможем — только Васю, выдав себя за Петю.
Реальные протоколы содержать эти уязвимости вовсе не обязаны.
Представьте себе, что Вася с Петей обмениваются ключами по квантовой связи. У Пети теперь имеется по два ключа: полученный в результате передачи и принятый. Петя делает XOR одного ключа по другому и отдаёт по классической линии Васе.
У Васи достаточно данных, чтобы выкинуть некоррелирующие пары.
И на практике, даже в таком примитивнейшем протоколе оставшиеся, где ошибка случайно дала верный результат — не помогут злодею. Вася с Петей могут повторить процесс, теперь уже побитно просуммировав новую пару ключей с предыдущими.
что кот Шрёдингера подыхает именно в тот момент, когда открывается ящик… А до этого он был в суперпозиции сдох-несдох…
Знаете, а с этим всё очень сложно.
Интерференцию получали на сложных молекулах больше 1000 а.е.м.
Если слово «интерференция» не звучит так круто, как «квантовая телепортация», то посмотрите на эксперимент с отложенным выбором.
А именно:
- Одиночные частицы интерферируют на двух щелях — в принципе невозможно сказать, что частица пролетела только через одну из щелей.
- Но если мы начинаем у щелей детектировать частицу и смотреть, через какую она пролетела — она всегда пролетает через одну. Интерференционная картина пропадает.
- Эксперимент можно построить таким образом, чтобы мы решали смотреть или нет в условную «коробку» (измерять) результат взаимодействия с частицей у щели уже значительно после того, как она пролетела через щели (и после того, как мы с ней там провзаимодействовали). Если мы после пролёта частицы решаем (генератором), что хорошо бы таки открыть нашу «коробку» — оказывается, что она пролетела через одну из щелей, интерференционная картина пропадает. Если мы решаем этого не делать — оказывается, что она пролетела через обе, интерференционная картина есть.
- То же самое применимо к гравитационному линзированию и фотонам, испущенным в далёких галактиках миллионы лет назад, и условному «выбору» пути вокруг других галактик, который эти фотоны в классическом понимании должны были бы сделать те же миллионы лет назад, а реально путь определяется только в момент измерения фотона.
- Кстати, дифракцию и на вирусах получали. С геномом там и всеми делами — они тоже дают дифракционную картинку. На выстрелах одиночными экземплярами.
Причём эти результаты были ожидаемы на самом деле, теория всё это предсказывала. Но для классического понимания это всё дико звучит.
На самом деле эксперименты показывают ровно то, что «частиц» в классическом понимании нет. Даже если эта «частица» — это огромная молекула размером больше 1000 а.е.м или вообще экземпляр вируса.
До измерения фотона не мы не знали, где он находится, а он реально нигде конкретно не находился, и один и тот же фотон, испущенный далёкой звездой, можно было обнаружить как на одном конце галактики, так и на другом.
Так что там с котом и коробкой, говорите? ;-)
Ещё вопрос: состояние суперпозиции «позволяет» запутанным фотонам до измерения одного из них синхронно менять свои спины, сохраняя их противоположность. Например, под влиянием каких-либо вакуумных флуктуаций, виртуальных частиц. Мы же не можем знать все эти детали в силу неопределённости Гейзенберга, значит, должны допустить их вероятность.
Видимо, между запутанными частицами существует канал мгновенной информационной связи. Мы не можем (пока?) пользоваться аналогичным каналом, а они могут. Что думаете об этом?
Но мы не знаем. Точнее, знаем, что это следует из твёрдо установленных нами и работающих теорий, формул и зависимостей, но что лежит _под_ этими теориями — увы.
Но пользоваться результатами нам это не мешает, как не мешает пользоваться электронами непонимание, откуда берётся его заряд -1.6Е-19Кл и почему именно такой.
Нелокальность вообще подразумевает то, что запутанные частицы действуют как единое целое — да.
Но вот «канала связи» именно между частицами тут может и не быть. Может и быть (хотя это противоречит ТО), но в принципе — его существование тут далеко не обязательно и вовсе не очевидно.
Однако узнать это только лишь средствами физики невозможно. Для физического познания микромира есть фундаментальное ограничение — неопределённость Гейзенберга. Пока фотон — самый малый для нас носитель информации, но его энергия слишком велика для масштабов микромира. «Ощупывая» фотоном сравнимый с ним по энергетике объект изучения, мы разрушаем сам объект.
Другое фундаментальное ограничение обрывает нам поток информации из макромира. Это скорость света. Она слишком мала для масштабов Вселенной. Поэтому мы можем видеть лишь небольшую часть Вселенной — свой объём Хаббла. Причём смотрим в нём не столько в даль, сколько в прошлое. Поэтому физики могут строить разные варианты мультиверса, но проверить их не могут. Свет от других вселенных к нам не долетает.
Но есть способ преодолеть фундаментальные физические ограничения. Надо воспользоваться общим законом эволюции материи. Его вывод описан в моей последней публикации. Он, кроме прочего, даёт… проверяемый вариант мультиверса. Этот вариант излагается в моей первой публикации.
Суть в том, что в ходе эволюции растёт масштаб представителей — элементов — новых форм организации материи и растёт дальнодействие связи между ними. Под дальнодействием понимается оперативность (скорость и радиус) взаимодействий элементов, позволяющая им объединяться в более масштабные элементы очередной новой формы. И согласно общему закону эволюции, выведенному из анализа большей её части, цивилизации обретают сверхсветовую связь, на основе которой объединяются в единую систему — федерацию.
В каждой вселенной, где протекала полнометражная эволюция материи, могла сложиться своя федерация. Общий закон эволюции не ограничивает масштаб или количество элементов новых форм, он описывает порядок их образования, порядок их счёта. Поэтому за множеством цивилизаций идёт множество федераций. Его для более лёгкого восприятия я называю множеством разумных вселенных.
Правда, им ещё предстоит стать разумными — выжить при взаимном сжатии множества расширяющихся вселенных: обитаемых и необитаемых. Из них образуется пространство более масштабной вселенной, и не одной, а множества макровселенных (в вечном и бесконечном сверхпространстве хватит места для бесчисленных вселенных бесконечно большого масштаба). Выжившие разумные вселенные в пространстве вселенной следующего масштаба (макровселенной) явятся в качестве её фотонов. А системы таких фотонов — в качестве её кварков (их противостояние с антикварками опускаю). Их материальный канал связи — короткодействующий, у кварков он выражен в обмене глюонами. А вот информационный канал связи — дальнодействующий, «нелокальный».
Это и есть проверяемый вариант мультиверса, основанный на общем законе эволюции. Он проверяется наличием такого же мультиверса предыдущего масштаба — поведением фотонов (разумных микровселенных) и других частиц в пространстве нашей Вселенной. Такая модель мира объясняет проблемные места в физике: космологическую постоянную, природу гравитации, мгновенные взаимодействия запутанных частиц, происхождение благоприятных для эволюции фундаментальных параметров Вселенной. Это будет революция в мировоззрении, она взорвёт мир, ограниченный неопределённостью Гейзенберга и скоростью света.
Пожалуй, эта модель ближе к мирозданию Анаксагора — с его «семенами вещей» и Богом — Разумной силой. На роль «семян» годятся кварки — системы фотонов, разумных микровселенных. Они одновременно итог, плоды эволюции материи в мире микровселенных и начало «вещей» в мире вселенных нашего масштаба. Бог, организующий эволюцию материи в нашей, в частности, Вселенной это совокупный Разум всех её кварков. Это, возможно, иерархическая информационная сеть (Слово, Логос).
Интересы человечества выше интересов физиков. Им может быть достаточно изучения их ограниченного мира, а человечеству — нет. Представителям живых и разумных форм свойственно интересоваться будущим, информация о нём способствует их выживанию. Поэтому общий закон эволюции, перешагивающий через названные физические ограничения, будет востребован. Чем раньше это поймут физики, тем лучше будет и для них. Это новое поле деятельности, более благодатное, чем поиски тёмной материи или суперсимметричных частиц. Но пусть они решают это сами.
Шмаков же честно говорит о своих идеях как о эзотерических — т.е., упрощённо говоря, относящихся к человеку и его восприятию мира. Хотя и пробует опираться на научный подход в рамках знаний своего времени.
Я впечатлён. Мощно!
https://ru.wikipedia.org/wiki/Квантовая_криптография
У нас есть система, пара, допустим, с суммарным нулевым спином.
Это значит, что мы можем проверить на вертикальность-горизонтальность так, а можем повернуть поляризаторы на 45 градусов (как в оригинальном предложении Белла) и проверить на «горизонталь-вертикаль» этак, или, скажем, внезапно(тм) проверить на круговую поляризацию — левую или правую. И в первом, и во втором, и в третьем случае результат измерений конкретного фотона неизвестен, а вот результат измерения системы с нулевым спином — предопределён.
Представьте себе обычные эллиптически-поляризованные фотоны. Какой бы Вы поляризатор ни выбрали, результатом будет либо прохождение фотона через него, либо непрохождение. И если фотон прошёл, то он приобретёт после этого выбранную Вами поляризацию. Поставите поляризатор под углом 37 градусов, и все прошедшие фотоны будут иметь такую поляризацию. Через следующий такой фильтр пройдут 100% их. Измерение определяет их состояние. Они «не знали», под каким углом Вы поставите поляризатор, у них была лишь вероятность пройти, но после того, как они прошли, Вы привели их в чистое состояние по _выбранному Вами_ базису.
Так вот в спутанной паре, которая описывается единой ВФ, результат измерения одного фотона влияет не только на поляризацию измеренного фотона (что Вам должно быть понятно и привычно), но и второго из пары.
Принципиальность последовательность очень простая: Петя генерирует пару с, допустим, нулевым общим спином и один фотон отсылает Васе. Вася на своём приёмном конце выбирает способ измерения и сообщает его Пете. Петя измеряет, Вася измеряет, и если они выбрали один способ измерения, то у них на руках возникает один и тот же (с точностью до инверсии) случайный результат измерения.
Если Одноглазый Джо на пути перехватит инфу о способе измерения, поставит свой измерятор и перехватит фотон, посланный Петей Васе, ничего страшного не случится: у него возникнет число, коррелированное с Петиным, но у Васи-то — уже нет. Джо не может послать Васе «такой же фотон»: корреляция пары будет необратимо разрушена в момент измерения. У Васи будет своё, ни с чем не связанное число, и если он использует его как ключ для шифра и пошлёт сообщение Пете, то Джо не получит никакого профита.
Более того, когда сообщение дойдёт до Пети и он попытается расшифровать его, Петя увидит, что ключ его не совпадает с Васиным, а значит, на пути Васин фотон кем-то был перехвачен.
Со всеми вытекающими выводами.
Скажите пожалуйста, а где и как хранится Петин фотон? с отправленным понятно он в оптоволокне, а как сохранить длительное время фотон?
У Васи больше не будет этого фотона. И даже если Джо отправит Васе новый фотон, он не будет связан с моим, при коррекции ошибок мы выкинем этот бит из ключа точно так же, как выкидываем любые другие потери. Да, Джо мы поймаем только если он начнёт зарываться и перехватывать много фотонов, до некоторых пор он может делать это незаметно. Но и пользы ему в том нет.
Но это даже и неважно в конкретном вопросе, потому что поляризация в реальном мире — довольно сложная штука, допускающая множество базисов. То есть, это «цвет» в аналогии с ботинками. Конкретную пару цветов (способ проверки поляризации) это не определяет.
Поясните, можно ли изменить состояние запутанного фотона и отразится ли это изменение на состоянии второго фотона? Или здесь уместно провести сравнение с котом Шрёдингера?
Квантовый случай отличается тем, что состояние, которое пришло ко мне до измерения, не синее и не зеленое — оно в суперпозиции синего и зеленого.
Это как-то проверено или просто считают, раз померить, не разрушив состояние, трудно, значит там точно неопределенность? По моему неопределенность лишь в умах романтиков-ученых, а в природе всё определено.
Насколько я знаю, реализации таких методов в основном лабораторно-тестовые, но преимущество метода в том, что если нарушен алгоритм передачи, сообщение прочиать нельзя. Фактически, физический уровень шифровки.
2. Криптография. Кайф от квантового шифрования, при этом, насколько я понимаю, заключается в том, что Вы, отправив связанные (или запутанные?) фотоны, знаете их состояние путём измерения своих принятых фотонов. Предположим, Вы, зная последовательность состояний отправленных фотонов, которые для несведущего человека выглядят случайными, отправляете своему корреспонденту последовательность бит, которые превратят последовательность принятым им фотонов в нужное сообщение или ключ для дальнейшего шифрования. Считается, что если по пути фотоны перехватят, то дальше такую же последовательность передать не смогут. А это правда так? А если у меня есть генератор фотонов в 10-100 раз более мощный, и я могу модулировать их так, как мне захочется, то почему из этих 10-100 фотонов я не смогу найти тех, которые ну очень похожи на тех, которые я уже поймал и демодулировал?
Да, единичный фотон может быть горизонтально поляризован — это вполне нормально для фотона (более того, исторически сложилось, что первые однофотонные эксперименты ставились именно с этим типом поляризации).
Кстати, первые однофотонные — это что? Не фотоэффект, случаем? Столетов, Эйнштейн, не? Там, кажись, поляризация вовсе не определялась.
Нет, я, конечно, имел в виду всякие эксперименты с около-ЭПР: отложенный выбор и т.д. Неравенства Белла написаны тоже для плоской поляризации.
Ну я вполне представляю себе реальную ситуацию.
Да, сколько-то фотонов будет потеряно, а корреляция какого-то числа пар будет нарушена. Вопрос в числах. И поскольку на практике показано, что устраивающие всех параметры более чем достижимы, внимания этому — столько же, сколько проблемам помех и потерь в классическом канале связи.
Не меньше, но и ничуть не больше.
Если мы говорим строго про фотоны, то это только циркулярная поляризация и ничего больше.
хотя уже больше сорока лет в оптике работаю…
И тут я перестал удивляться, что наука у нас в застое…
Неплохо описан результат «срабатывания» запутанности фотонов, однако тут ожидаешь больше увидеть КАК они между собой «запутываются», где чудо аппарат который берет 2 фотона, запутывает и возвращает пару, связанную узами
почему в квантовой физике так настаивают на существовании неопределенности? какими способами проводится доказательство что внутри фотона (или другого элемента из квантового мира) нет соответствующих скрытых состояний, которые и влияют на будущие измерения?
Идея этой технологии заключается в том, что одиночный фотон невозможно клонировать.
Как это невозможно? А лазер разве не это делает — размножает первый фотон до 100500 копий?
Квантовая криптография защищает от «отложенной компрометации». Наример был у нас DES. Считался надежным. Подросли мощностя до возможности перебора 48 бит — стал ненадежным. Сделали 3DES, попользовались, мощностя подросли, теперь тоже считается ненадежным. И все бы ничего, но имея старые дампы каналов, использовавшихся для передачи DES, теперь можно их дешифровать перебором ключа и статистическим анализатором например и извлечь старые сообщения, секретность которых все еще актуальна.
Так вот квантовая криптография дает защиту только от клонирования (создания дампа) шифрованного канала. Защиту от отложенной расшифровки, которая неизбежно станет возможна со временем. Временем, которое даже можно оценить поделив размер ключа на закон Мура.
P. S. Также нельзя исключать последующую компрометацию сессионного ключа. Например один из абонентов через несколько дней вольно или невольно сольет ключ (плохие дяди зальют ноутбук жидким азотом и сделают дамп планок памяти) и обладая дополнительно дампом канала связи получат возможность восстановить все сообщения. Квантовая криптография защищает и от такого.
Расшифровка же невозможна — поскольку для криптографии не передается информация, а ключ, который используется для шифрования сообщений уже, передаваемых по открытым каналам, а шифрование происходит по принципу одноразового блокнота, где один бит информации — один случайный бит из ключа.
2^48 вариантов перебрать уже реально, 2^1024 пока нет… но именно что пока
Как вы его подбирать собрались? У вас есть перехваченное сообщение длиной 29 символов. С одним ключом оно расшифровывается как "А роза упала на лапу Азора...", с другим — "Скажи-ка, дядя, ведь недаром". И какой вариант правильный?
Но если так — может вместо ключа по защищённому каналу сразу сообщение передать?
А если ключ короче — то при неправильном в конце сообщения будет мусор.
Нюанс не в надежности канала для обмена базисом — такая надежность необходима by design, а в возможности создания дампа линии связи, который позволит сделать «отложенную расшифровку» — когда мощности подрастут или базис утечет.
Нужен какой-то способ отличить Вас (которому доверено получить секретную инфу) от меня (которому не доверено). Как я вижу — это неустранимо в силу самой логики и смысла «защищённой связи».
«Рождается запутанная пара фотонов. Одна направляется к передатчику, другая — к приемнику» — кто «одна»?! кто «другая»?! Речь идет об одной паре двух фотонов.
«Передатчик производит совместное измерение целевого фотона, который он должен передать. И с вероятностью ¼ он получит результат OK» — ОК?! Что это значит?
"… не просто температуру под мышкой..." — тут мозг впал в ступор, пока я не заставил себя прочитать дальше. Органика вплелась в статью слишком внезапно.
Понятно, что автор, возможно, плоть от плоти технарь, но есть же авторы, которые могут сделать статью удобочитаемой и понятной!
Ведь запутанные частицы мы тоже должны развести на расстояние, а на это уходит время выраженное скоростью разведения частиц??? Тогда это не телепортация, а просто доставка не важно чего объекта, энергии или его состояния.
Правильно ли я мыслю? Для осуществления телепортации нам потребуется:
Например огромный массив запутанных пар частиц, берем по штуке от этой пары и доставляем куда-либо. как-то там храним и в условное время проводим измерения своей пары. И «телепортационность» метода состоит в том, что мы подготовились заранее и отправили эти частицы и там на них «посмотрели»? В момент просмотра мы «мгновенно» поняли какая частица у другого человека, но ведь «передача» информации началась не в момент просмотра, а в момент отправки.
В чем преимущества метода передачи информации от обычной отправки сигнала? если эти частицы нам все равно нужно доставить? А так же нужно доставить информацию какие именно измерения нужно провести и как их расшифровать?
Телепоратации нет вообще:) Это именно передача информации, причем вполне себе со скоростью света, а не быстрее. Преимущество перед классическим подходом одно: после "телепортации" у вас оказывается кубит в квантовом состоянии, при этом состояние это полностью идентично тому, что было на другом конце провода. Для того, чтобы это провернуть без телепортации, понадобится полностью характеризовать состояние кубита на отправном конце, передать это классическим каналом и воспроизвести на приемном конце. Это очень сложно и невозможно сделать в автоматическом режиме, не прерывая работы кубита (и не разрушая его состояние). Это важно, например, для квантовых компьютеров. С телепортацией возможно связать несколько квантовых компьютеров в квантовую сеть.
Квантовая телепортация