что такое квантовое шифрование

Что такое квантовое шифрование и почему это так дорого? Объясняет физик-теоретик

В конце мая компания «Инфотекс» и Центр квантовых технологий МГУ представили телефон с квантовым шифрованием, который якобы нельзя взломать. Такое устройство стоит 30 миллионов рублей.

Что такое квантовое шифрование, действительно ли его нельзя взломать и почему разработка телефона с таким шифрованием стоит дорого? «Бумага» поговорила с Антоном Козубовым, физиком-теоретиком, сотрудником лаборатории квантовой информатики Международного института фотоники и оптоинформатики университета ИТМО.

О квантовой криптографии можно также почитать тут, тут и тут.

Антон Козубов

Что такое квантовое шифрование

Это возможно за счет того, что в качестве переносчиков информации для формирования ключа выступает квантовое излучение, которое обладает рядом свойств. У квантового излучения невозможно скопировать неизвестное квантовое состояние, его невозможно разделить и оно разрушается при измерении.

Подобные свойства [квантового излучения] позволяют предотвратить незамеченные вмешательства злоумышленника в канал и воровство ключа. Иными словами, мы всегда будем знать, что кто-то пытался вклиниться в канал и узнать информацию о нашем ключе. Когда ключи распределены, легитимные пользователи могут делать с ними всё, что захотят, и шифровать любую информацию произвольными классическими алгоритмами.

Можно ли взломать квантовое шифрование

— Основная цель квантового распределения ключей — формирование идентичных ключей у легитимных пользователей, которые неизвестны нарушителю. Благодаря тому, что скопировать и разделить неизвестное квантовое состояние невозможно и оно разрушается при измерении, можно утверждать, что ключи шифрования неизвестны нарушителям. Всё остальное зависит от алгоритмов шифрования.

Где применяют такие технологии

— Уже несколько лет подобные системы стоят в банках Австрии и Швейцарии. Квантовые методы генерации ключей полезны государственным корпорациям, банкам, силовым структурам.

Подобные разработки необходимы для развития рынка квантовых технологий. Многие компании заинтересованы в подобного рода устройствах. В конце прошлого года Ростелеком, Университет ИТМО и Сколковский институт науки и технологий успешно провели испытания [комплексов передачи данных с гибридной квантово-классической защитой]. Квантовое шифрование применили для видеоконференции и защищенных голосовых соединений с использованием IP-телефонии.

Почему эти технологии такие дорогие

— В первую очередь, всё зависит от объемов рынка: чем больше будет объем требуемой продукции, тем ниже будет цена. На сегодняшний день это вопрос времени.

Вторым фактором является стоимость компонентов, из которых состоят системы квантового распределения ключей, например детекторов одиночных фотонов. Они бывают разные и в зависимости от характеристик позволяют работать с разной скоростью формирования ключа и на разных расстояниях. Чем лучше детектор, и чем большее расстояние нужно покрыть, тем он будет дороже. От используемых компонентов зависит и расстояние, на которое можно передавать данные. Есть системы, которые могут это делать и на 400 километров.

Чем быстрее будут развиваться технологии — как классические (электроника), так и квантовые (источники и детекторы одиночных фотонов), — тем проще будет системам квантового распределения ключей. На сегодняшний день, это исключительно технологический барьер, который с каждым годом становится всё ближе к преодолению. Последнее время квантовые технологии шагают семимильными шагами.

Источник

Квантовая криптография: простейшие протоколы и чуть-чуть криптоанализа

Введение

Азы квантовой механики

Не будем вдаваться в подробности, а просто сформулируем основные утверждения. Начнем с принципа неопределенности. Он гласит, что некоторые физические величины вместе абсолютно точно не измеряются. Приведем в пример импульс и координату частицы: если поместить частицу в прибор точно измеряющий координату (например он показал ),а потом в прибор точно измеряющий импульс, то второй прибор выдаст случайное число(пусть это число , т.е.). Важный момент: раньше это была частица с координатой , теперь это частица с импульсом . Если ее поместить обратно в прибор измеряющий координату, он выдаст случайное число.

Теперь перейдем к поляризациям (нам неважно знать что это такое, будем считать ее просто физической величиной, характеризующей частицу). У одной поляризации есть два взаимно перпендикулярных направления, и зная какая поляризацию, мы можем эти направления определить. Пусть у нас есть две поляризации и (значками показано направление поляризации),у каждой соответственно по 2 состояния. Принцип неопределенности гласит, что не существует прибора, который смог бы различить все 4 состояния. Есть только два отдельных прибора, один различает состояния , второй . На этом факте и основан протокол BB84.

Протокол BB84

Выпишем наш словарь:

1) _+ = |\rightarrow>» alt=»|0>_+ = |\rightarrow>» src=»https://habrastorage.org/getpro/habr/upload_files/cf1/fe5/550/cf1fe55508ecd46e1dea50c449951867.svg»/> (индексом обозначен базис квантового состояния)

2) _+ = |\uparrow>» alt=»|1>_+ = |\uparrow>» src=»https://habrastorage.org/getpro/habr/upload_files/76e/086/3fc/76e0863fc2b998e60728bbd791bc3ec3.svg»/>

3) _\times = |\nearrow>» alt=»|0>_\times = |\nearrow>» src=»https://habrastorage.org/getpro/habr/upload_files/3c3/946/0cb/3c39460cb76c92b100229881f5390b30.svg»/>

4) _\times = |\searrow>» alt=»|1>_\times = |\searrow>» src=»https://habrastorage.org/getpro/habr/upload_files/d35/cfb/54f/d35cfb54fe8a5fbe3bceeb0c2af4bc39.svg»/>

рис.1

На рисунке 1 показана схема передачи.

Случайно выбирает базис и бит (0 или 1). Отправляет последовательность 0 и 1 в соответствующих базисах Бобу

Получает бит и, чтобы его расшифровать, случайно выбирает базис в котором будет измерять поляризацию. Если он угадал базис, то он получил верный бит, если нет, то он не знает никакой информации о переданном бите. Аналогично со следующими битами информации

После сеанса передачи Алиса и Боб созваниваются по открытому каналу. Далее Боб спрашивает у Алисы по каждому переданному биту правильно ли он выбрал базис (сам бит не называет). Если выбранные Бобом и Алисой базисы совпадают, то бит успешно передан, если нет, то отбрасывается. В процессе передачи данных, бит мог «испортится» (при применении верной поляризации получается неправильный бит). Это может произойти например из-за активной атаки Евы или же из-за особенностей квантового канала. При просмотре бита неверной поляризацией, его поляризация изменяется и невозможно вычислить его изначальное состояние. Для проверки количества ошибок Алиса и Боб раскрывают часть неверных битов. В протоколе BB84 критической величиной ошибок является 11% [10], это значит что Ева пыталась перехватить сообщение. В таком случае перепроверяют квантовый канал и начинают заново.

Рассмотрим возможные действия Евы. Она может пытаться перехватывать биты через квантовый канал: так же как Боб случайно выбирать поляризацию. Однако ей это не сильно поможет прочитать сообщение, она, в отличие от Боба, не может переговариваться с Алисой для выбора нужных позиций битов(вероятность, того что она будет выбирать ту же поляризацию, что и Боб крайне мала для длинных последовательностей). При, этом в случае неправильно угаданных поляризаций, она будет «портить» биты. Боб и Алиса будут знать: их сообщения пытаются перехватить. Теперь пусть Ева дополнительно активно атакует классический канал (активно, то есть не просто подслушивает, а еще может менять информацию). Тогда она может представиться Алисе Бобом, прочитать сообщение, а после стать Алисой для Боба и передать сообщение дальше. В таком случае Ева прочитает секретное сообщение, а Алиса и Боб ничего не заподозрят.

Из рассмотренного выше следует, что для надежности передачи информации нужно предъявить определенные требования к каналам связи:

1)Информацию из квантового канала можно менять, но нельзя подслушать.

2)Информацию из классического канала можно прослушивать, но ни в коем случае нельзя менять.

КРК основанное на ЭПР

Создает ЭПР пары фотонов, одну частицу из каждой пары оставляет себе, вторую отправляет Бобу. Она случайно измеряет поляризацию каждой частицы либо в круговом, либо в линейном базисе и записывает каждое измерение.

Случайно измеряет поляризацию каждой частицы либо в круговом, либо в линейном базисе и записывает каждое измерение.

После этого Алиса и Боб созваниваются по открытому каналу и смотрят, какие поляризации у них совпали, а потом конвертирует их в последовательность 0 и 1.

Объясним в чем отличие этих двух протоколов. В BB84 состояния передаются по квантовому каналу от Алисы к Бобу. В BB84 ключ полностью защищен только при создании, а после его приходится хранить классическим образом. В ЭПР Алиса может отправить вторую запутанную частицу Бобу, а потом они их могут хранить до непосредственного использования ключа в квантово защищенном режиме.

Криптоанализ и безопасность КРК

Рассмотрим более подробно защищенность квантового распределения ключей.

Теорема 1 Если

1) квантовая механика верна

2) аутентификация безопасна

3) устройства достаточно безопасны,

то с большой вероятностью ключ, установленный квантовым распределением ключей, является случайным секретным ключом независящим от входных значений.

Предположение 1 Квантовая механика верна. Это предположение требует, чтобы любой перехватчик был ограничен законами квантовой механики. В частности, мы позволяем перехватчику технологию квантовых вычислений, гораздо мощнее нынешнего.

Предположение 2 Аутентификация безопасна. Это предположение является одной из самых проблемных в квантовой криптографии. Это предположение необходимо для защиты от атаки злоумышленника на классический канал связи.

Проиллюстрируем важность третьего предположения. Скрытое устройство связи может быть спрятано внутри оборудования, рассмотрим, как пример, оптоволоконные модуляторы фазы ниобата лития, использующиеся во многих схемах КРК. Модуляторы ниобата лития поставляются с завода в герметичной коробке. Эта запечатанная коробка a) имеет полную информацию о значениях битов в настройке Алисы (базисы, несущие напряжение модуляции, значения битов подаются непосредственно на его разъемы); б) имеет доступ к оптоволоконному каналу; в) имеет значительную электрическую мощность г) не может быть вскрыт для проверки без нанесения вреда устройству. Это позволяет скрыть «жучок» внутри нормально функционирующего фазового модулятора, который будет сообщать бит значения через оптоволоконный канал и управляться через оптоволоконный канал.

Безопасность протокола BB84 для идеального случая доказана Майерсом [7], а так же многими другими. Для идеальной модели количество битов окончательного секретного ключа на бит просеянного ключа. Выражается формулой [8]

Где H двоичная Шенноновская энтропия, а QBER количество ошибок измеренных Бобом.

рис.2

Перейдем теперь к реальной жизни, где для злоумышленника открываются обширные возможности для атак. Начнем с источника фотонов. В идеале он должен выдавать их по одному, такие устройства существуют, однако стоят больших денег. Поэтому производители используют обычные лазеры на аттенюаторе (прибор, который уменьшает амплитуду, без существенного искажения сигнала). Проблема в том, что такие лазеры с довольно большой вероятностью дают на выходе в одном световом пакете больше одного фотона. Это дает возможность совершить PNS атаку(photon number splitting)[2]. Ева разделяет световой пакет: один фотон пропускает, остальные хранит у себя в памяти, а все пакеты состоящие из одного фотона блокирует. Потом, после озвучивания базиса по открытому каналу, она узнает все биты ключа. Первый способ избежать таких атак, свести уровень мультифотонных пакетов к минимуму, второй включать в последовательность световых импульсов мощный эталонный импульс[1].

Теперь рассмотрим протокол SARG04[1]. Алиса случайно отправляет одно из четырех состояний: _+=|\rightarrow>, |b>_+ = |\uparrow>_+, |a>_\times=|\nearrow>, |b>_\times = |\searrow> » alt=» |a>_+=|\rightarrow>, |b>_+ = |\uparrow>_+, |a>_\times=|\nearrow>, |b>_\times = |\searrow> » src=»https://habrastorage.org/getpro/habr/upload_files/526/a94/df9/526a94df94287cd27b168b49dd35415b.svg»/>. В данном случае закодированным битом является БАЗИС состояния (ЭТО КРАЙНЕ ВАЖНО. ). Боб, так же как и в BB84, их принимает. Дальше, на шаге сравнения базисов, Алиса публично объявляет одну из четырех пар неортогональных состояний:

Пусть для определенности Алиса отправила _+ » alt=» |a>_+ » src=»https://habrastorage.org/getpro/habr/upload_files/136/1cb/42b/1361cb42b598cab34e6042dcb7520597.svg»/>и объявила пару _\times, » alt=» |a>_\times, » src=»https://habrastorage.org/getpro/habr/upload_files/047/d5e/e54/047d5ee5485dae9b0746004f375d1069.svg»/> _+ » alt=» |a>_+ » src=»https://habrastorage.org/getpro/habr/upload_files/db8/e0f/c91/db8e0fc91b5dc4e1c873820173527ab1.svg»/>(одно состояние в паре обязательно отправленное состояние, а второе случайное из другого базиса). Если Боб мерил в базисе , он может получить точный результат, однако этот результат равновероятен для обоих базисов из пары(так как правильный результат одинаков для обоих базисов). Ему придется отброс ить это значение. Если он взял базис (в этом случае равновероятно получится или )и получил , он опять не может их различить( по той же самой причине). Однако если он измерил в базисе и получил (вероятность этого 1/4), он понимает, что отправленное состояние _+ » alt=» |a>_+ » src=»https://habrastorage.org/getpro/habr/upload_files/6ac/4ac/3c2/6ac4ac3c2c026e12973dc74123e1a024.svg»/>(в правильном базисе обязательно получилось бы , а он получил , значит неверный базис). Данная модификация сильно усложняет Еве проведение PNS атаки: ей нужно блокировать все импульсы, содержащие 1 или 2 фотона, и разделять где 3 и больше. Более подробный анализ протокола можно посмотреть в [1].

Однако все не так просто, как может показаться. SARG04 уязвим для LPA(large pulse attack). Пусть Ева запустит яркую вспышку света в линию передачи, тогда часть света попадет в передающее устройство и отразится от некоторых оптических приборов внутри него(любой реальный объект имеет ненулевой коэффициент отражения). Таким образом импульс света может попасть во внутренний модулятор и промодулироваться им. Измеряя промодулированный импульс, Ева получит некоторую информацию о настройках модулятора [6].

Кроме пассивного прослушивания, Ева может действовать более активно. Например, изменять параметры настройки установок Алисы и Боба. Коротко обсудим некоторые возможные вредоносные изменения. Для примера возьмем установку одной из двух современных коммерческих схем КРК, продаваемой id Quantique [9], показанной на рис.4

рис.4

Детектор DA, кроме детектирования сигналов Боба, автоматически отслеживает сильную импульсную атаку и ее нейтрализует или бьет тревогу, в зависимости от настроек. Детектор также генерирует сигнал запуска, используемый для синхронизации часов Алисы и Боба. Если чувствительность к падающему свету значительно снизится, или если ослабление регулируемого аттенюатора значительно уменьшится по сравнению с заводской калибровкой, схема становится небезопасной. В таком случае Ева сможет провести импульсную атаку (среднее количество фотонов в световом пакете увеличивается). Для достижения этой цели Ева может: 1) попытаться сжечь детектор; 2) повредить разъемы в детекторе, чтобы уменьшить ослабление аттенюатора; 3)повредить светоделитель BS (надеясь, что его коэффициент расщепления изменится в лучшую для нее сторону); Ева может попытаться контролировать место и характер повреждения, варьируя такие параметры, как длина волны, поляризация, энергия и временной профиль своего лазерного импульса.

Напоследок кратко обсудим атаку с перехватом и повторной передачей, при которой Ева не пытается восстановить исходные состояния, а сохраняет импульсы Алисы себе и пересылает их копии Бобу. В этом случае Алиса и Боб даже не будут подозревать о взломе. Такие световые импульсы называются ложными состояниями. Поддельные состояния специфичны для каждой конкретной схемы или даже конкретного образца атакуемого оборудования. Успешная атака с использованием фальшивых состояний дает Еве полное знание ключа.

Заключение

Может возникнуть закономерный вопрос, неужели нельзя передавать ключи более простым образом? Ведь квантовая криптография дорогое удовольствие: нужен оптоволоконный квантовый канал, фотонная пушка, которая могла бы выстреливать по одному фотону, приборы для определения состояния. К тому же до 1984 года люди как-то справлялись с шифрованием данных, зачем все менять? Дело в том, что классическая криптография базируется на сложности математических задач, например дискретном логарифмировании (RSA). Эти задачи обычные компьютеры решают очень долго, однако в 1994 году Питер Шор предложил алгоритмы их решения на квантовом компьютере. Поэтому требуется создавать новые методы шифрования и перераспределения ключей, невзламываемых любыми вычислительными мощностями. Как можно было заметить неприступная на бумаге квантовая криптосистема на деле дает сбои, так что криптоаналитикам предстоит еще много работы, чтобы сделать эти системы полностью безопасными.

Источники:

1) A. Acin, N. Gisin, and V. Scarani, “Coherent-pulse implementations of quantum cryptography protocols resistant to photon-number-splitting attacks”

2) C. Bennett, F. Bessette, G. Brassard, L. Salvail, and J. Smolin, “Experimental quantum cryptography”(1992)

3) D. Gottesman, H.-K. Lo, N. L ̈utkenhaus, and J. Preskill, Quant. Inf. Comp. 4, 325 (2004)

4) W.-Y. Hwang, “Quantum key distribution with high loss: toward global secure communication”

6) Vadim Makarov, “Quantum cryptography and quantum cryptanalysis ”, (2006)

7) D. Mayers, “Quantum key distribution and string oblivious transfer in noisy channels” (1996); D. Mayers, “Unconditional security in quantum cryptography” (2001).

8) P. Shor and J. Preskill, “Simple proof of security of the BB84 quantum key distribution protocol”(2000).

9) D. Stucki, N. Gisin, O. Guinnard, G. Ribordy, and H. Zbinden, “Quantum key distribution over 67 km with a plug&play system”

10) Xiaoqing Tan, “Introduction to Quantum cryptography”,(2013)

Источник

Квантовые технологии. Модуль 5

Узнайте больше о квантовых коммуникациях

В этом модуле вы узнаете:

• о роли и месте криптографии в современных телекоммуникационных системах;
• о главных уязвимостях сетей передачи данных;
• о квантовых методах, которые могут защитить от прослушивания;
• о принципах работы и устройстве квантовой связи и квантовых сетей.

Оглавление

Модуль 5. Квантовые коммуникации
Проверочный тест

Квантовые коммуникации (или квантовая криптография) — технология кодирования и передачи данных в квантовых состояниях фотонов. Законы физики не позволяют измерить квантовое состояние так, чтобы оно не изменилось, поэтому квантовый канал связи невозможно прослушать незаметно для адресатов.

Квантовые коммуникации и квантовые сети сегодня активно развиваются во всем мире, они востребованы банками, государственными организациями и военными.

Зачем нужна «обычная» криптография

Защита данных от посторонних глаз стала будничным делом почти для каждого человека, пользующегося электронной почтой, мессенджерами, банковскими приложениями или просто посещающего сайты в интернете.

Отправляя сообщение, заходя в приложение или открывая страницу в сети, мы передаем свою информацию, и ее нужно защитить от несанкционированного доступа. Для этого есть множество методов шифрования данных.

Хотя для нас, пользователей, они незаметны, представить без них нормальную жизнь и работу уже нельзя.

Шифрование обычно происходит так: исходный текст по определенным правилам преобразуется, чтобы его невозможно было прочесть и понять, а затем тот, кому он предназначен, проделывает обратную операцию — расшифровывает его.

Роль инструкции для шифрования и дешифровки играет шифровальный ключ. Чем длиннее ключ, тем сложнее «взлом» шифра, а если длина ключа сопоставима с длиной зашифрованного текста, то его дешифровка без знания ключа может быть просто невозможной.

Однако если ключ попадет в чужие руки, шифрование становится бессмысленным. Чтобы обеспечить безопасную передачу ключа, его можно отправить с доверенным курьером или по какому-то каналу, заведомо защищенному от прослушивания.

Но когда шифруется едва ли не вся информация в сети, создавать специальные каналы для ключей нецелесообразно. Особенно учитывая, что ключи для шифрования нужно постоянно менять. Поэтому и шифровальные ключи, и сами зашифрованные сообщения передаются по одним и тем же каналам.

Разумеется, ключи нельзя сообщать открытым текстом — либо они шифруются в соответствии со специальными алгоритмами, либо используются асимметричные криптографические алгоритмы с открытым и закрытым ключом.

И в том и в другом случае желающим сохранить в секрете свои данные остается полагаться только на то, что дешифровка сообщения без знания ключей требует слишком большой вычислительной мощности и слишком большого времени (в некоторых случаях речь идет о паре тысяч лет).

Один из самых распространенных методов защиты информации — использование криптографии с открытым ключом. Он основан на использовании односторонних функций, то есть таких, где x из известного y невозможно вычислить за разумный срок, в то время как вычисление y из x не представляет никаких сложностей.

Таким асимметричным действием может быть обычное умножение: если сложность операции умножения растет по мере увеличения множителей не слишком быстро и современные вычислительные машины легко перемножают даже очень большие числа, то обратная операция — разложение на множители, факторизация — для достаточно больших чисел может оказаться не по плечу даже самым мощным суперкомпьютерам.

Другой пример — хэш-функции, используемые для «опознавания» паролей. Из пароля пользователя по специальному алгоритму вычисляется символьная строка — «хэш», которая и хранится на сервере.

Каждый раз, когда пользователь пытается зайти на сервер (например, электронной почты), вводит пароль, программа вычисляет хэш и сравнивает его с тем, что хранится на сервере. При ошибке в пароле даже на один символ хэш изменится и в доступе будет отказано.

Заметьте, на сервере сам пароль не хранится и по сетям не передается, поэтому даже если вас будут «подслушивать», взломать вашу почту злоумышленник не сможет.

На такого рода асимметричных функциях основана криптография с открытым ключом, в частности алгоритмы RSA, PGP и многие другие. Однако их защита все же не абсолютна — в конечном счете даже очень сложные функции теоретически можно вычислить. Возможно, в скором будущем появятся квантовые компьютеры, которые смогут сделать это относительно легко.

Один из вариантов решения этой проблемы — защитить сам процесс передачи ключей, чтобы прослушивание было невозможно и посторонний, даже подключившись к вашей линии, не смог прочесть ваши данные. И здесь нам может помочь квантовая физика.

Как была изобретена квантовая криптография

В конце 1960-х годов студент университета Колумбии Стивен Визнер поделился со своим приятелем Чарльзом Беннетом идеей, как сделать банкноты, абсолютно защищенные от подделки, — квантовые деньги.

Для этого на каждую банкноту следовало поместить ловушку для фотонов, причем каждый фотон должен быть поляризован в одном из двух базисов: либо под углом 0 и 90, либо 45 и 135 градусов. Комбинацию поляризаций и базисов, соответствующую серийному номеру банкноты, знает только банк.

Если злоумышленник попытается воспроизвести банкноту, он должен будет измерить поляризацию каждого фотона. Поскольку он не знает, в каких базисах нужно измерять поляризацию, то он не сможет получить верные данные о состояниях фотонов, и его затея провалится.

Идею Визнера использовать квантовые методы для защиты информации долго не признавали. Первую статью он отправил в журнал IEEE Transactions on Information Theory еще в начале 1970-х годов, но редакторы ее отвергли.

Статья была опубликована только в 1983 году в журнале ACM Newsletter Sigact News. А в 1984 году Чарльз Беннет и Жиль Брассар придумали первый квантовый протокол передачи данных — BB84.

Первый реальный эксперимент по квантовой передаче данных они провели в 1989 году — квантовая связь была установлена на дистанции 32,5 сантиметра. Прибор менял поляризацию передаваемых фотонов, но при этом шумел по-разному в зависимости от поляризации.

«Наш прототип был защищен от любого подслушивающего, который был бы глухим», — писал Брассар. Тогда до появления первой коммерческой компании, которая вывела на рынок системы квантового распределения ключей, оставалось более 10 лет — первой это сделала американская компания MagiQ Technologies в 2003 году.

А еще через четыре года, в 2007-м, система квантовой защищенной связи, разработанная компанией Id Quantique, впервые использовалась для защиты данных о результатах голосования на парламентских выборах в швейцарском кантоне Женева.

Принципы квантового распределения ключей

Точно так же устроена и квантовая криптография: данные кодируются в состояниях фотона, которые в соответствии с законами квантовой механики необратимо меняются при попытке измерения.

В теории для квантовой связи можно использовать любые объекты, способные находиться в двух разных квантовых состояниях, иначе говоря, любые кубиты — например, электроны, ионы и так далее. Однако из-за широкого распространения волоконно-оптических сетей фотоны остаются практически безальтернативным вариантом для квантовой криптографии.

В обычных волоконных линиях информация кодируется в импульсах излучения лазера, например в двухуровневой форме (есть сигнал — 1, нет сигнала — 0).

Для квантовой связи данные кодируются в состояниях одиночных фотонов — например, в поляризации или фазе. Так, одному варианту поляризации приписывается значение 1, противоположному — 0.

Два главных участника квантовой беседы традиционно обозначаются как Алиса (отправитель сообщения) и Боб (получатель), иногда к этим героям присоединяется третий — Ева, которая пытается подслушать разговор. Когда Ева измеряет фотоны, их состояния меняются, и Боб понимает, что линия связи скомпрометирована.

Источник