var BrothersNames = new Array("O krok blφ₧e kvantovΘ kryptografii","15=3*5, faktorizovßno kvantovßm poΦφtaΦem","┌vod do kvantovej kryptografie II.","┌vod do kvantovej kryptografie III. - dokonΦenie","Nov² rekord kvantovΘ kryptografie : 23 km vzduchem","");
var BrothersIDs = new Array("104","105","149","168","221","");
//=====INFO======
ItemName='Article168';
InIFrame='No';
TableNum=2;
ItemID=168;
ArticleType='1';
Action='articles'
ItemTitle='┌vod do kvantovej kryptografie III. - dokonΦenie';
ItemComment='┌vod do kvantovej kryptografie III. - dokonΦenie';
ArticleHead('┌vod do kvantovej kryptografie III. - dokonΦenie', 'Erik Bors', 'oberonko_40yahoo.com', '25.3.2002', '05:00:00', '╚lßnek');
Intro('Dnes sa pozrieme na druh· skupinu protokolov kvantovo-mechanickΘho prenosu kryptografickΘho k╛·Φa, ktorΘ s· zalo₧enΘ na princφpe 2-Φasticov²ch systΘmov. NajlepÜφm generßtorom nßhodnej postupnosti 0 a 1 je sama prφroda. A prßve tßto skutoΦnos¥ sa vyu₧φva v kvantovej kryptografii v tzv. Ekertovom protokole (1995). ');
V roku 1991 priÜiel Atrhur Ekert na nßpad, ₧e dokonca systΘm prepletenΘho pßru dvoch Φastφc (znßme i ako EPR-paradox) m⌠₧e v²razne posl·₧i¥ v kvantovej kryptografii.
V ₧iadnom prφpade nep⌠jdem do detailov tohto paradoxu, preto₧e na presnΘ pochopenie je potrebnΘ ve╛k² kus te≤rie kvantovej fyziky, ale princφp si vysvetlφme jednoducho na tzv. pono₧kßch pßna Bertlmana.
Pßn Bertlman je os⌠bka, o ktorej je znßme, ₧e nikdy nenosφ pono₧ky rovnakej farby. A ak by sme ho uvideli vychßdza¥ spoza rohu, tak, ₧e by bolo vidie¥ iba jednu pono₧ku, povedzme, ₧e je to Φervenß pono₧ka, m⌠₧eme s istotou poveda¥, ₧e na druhej nohe u₧ Φerven· ma¥ nebude.
</DIV></FONT></b></i>
<FONT Size=2><DIV Align=Justify Class=Paragraph>
Predstavme si teraz, ₧e mßme at≤m, ktor² vy₧iari 2 fot≤ny do opaΦn²ch smerov, a to tak, ₧e nikdy oba nenßjdeme v rovnakom polarizaΦnom stave. V podstate nevieme, ako bude jednotliv² fot≤n polarizovan², ale vieme, ₧e ak zmeriame jeden lineßrne polarizovan², napr. v smere x, vieme urΦite i polarizaΦn² stav toho druhΘho, a sφce, ₧e nebude polarizovan² v tom istom smere.
</DIV></FONT></b></i>
<FONT Size=2><DIV Align=Justify Class=Paragraph>
Kvantovß fyzika popisuje tak²to prepleten² stav superpozφciou |x>1|y>2-|y>1|x>2, Φo znamenß, ₧e systΘm sa nachßdza i v stave |x>1|y>2, i v stave |y>1|x>2.|x>1 predstavuje stav lineßrnej polarizßcie, to znamenß, ₧e fot≤n napr. na╛avo od at≤mu bude polarizovan² v smere x (je reprezentovan² t²mto stavom), |y>2 druh² fot≤n v smere y. Je potrebnΘ si vÜimn·¥, ₧e v ka₧dom Φlene superpozφcie sa nachßdzaj· oba fot≤ny. Ak by sme merali polarizßciu jednΘho v smere x, a druhΘho v smere y, je jasnΘ, ₧e bu∩ nameriame oba (1.Φlen), alebo ₧iadny z nich (2.Φlen).
Tßto vlastnos¥ sa naz²va korelovanos¥ fot≤novΘho pßru. To znamenß, ₧e ka₧d² z fot≤nov je polarizovan² i v smere x i v y. AvÜak pri meranφ jednΘho, sa ten druh² fot≤n musφ nejak²m sp⌠sobom dozvedie¥ do akΘho stavu sa mß dosta¥, aby platila korelovanos¥ (tzv. kolaps vlnovej funkcie), a takß informßcia by sa mala prenßÜa¥ nadsvetelnou r²chlos¥ou.
</DIV></FONT></b></i>
<FONT Size=2><DIV Align=Justify Class=Paragraph>
Prφvr₧enci EPR-paradoxu (Einstein,Podolsky, Rosen) poukßzali na to, ₧e kvantovß te≤ria nie je ·plnß, t.j., ₧e existuje nejakß skrytß veliΦina, ktorß nesie informßciu, ako bud· oba fot≤ny polarizovanΘ. V²sledkom vÜak je, ₧e to nie je v rozpore s te≤riou relativity, a ₧e tak²to pßr vo vesmφre, ∩aleko od seba vzdialen², m⌠₧e tvori¥ jeden fyzikßlny objekt.
Tak₧e spΣ¥ ku kryptografii. Budeme sk·ma¥ opΣ¥ ako v prφpade protokolu BB84 stavy lineßrnej polarizßcie Φastφc (fot≤nov). K dispozφcii mßme Üpecißlny zdroj, ktor² bude produkova¥ korelovan² pßr fot≤nov, ktorΘ bud· oddelene posielanΘ jeden Alici a druh² Bobovi.
</DIV></FONT></b></i>
<FONT Size=2><DIV Align=Justify Class=Paragraph>
Alica a Bob bud· pred ka₧d²m meranφm voli¥ nßhodne z 3 druhov bßz, ktorΘ bud· ma¥ k dispozφcii. Alica mß bßzy natoΦenΘ pod uhlami 22,5 ; 45 ; 67,5. Bob zase 0; 22,5; 45. Pri ka₧dom fot≤ne si zapφÜu uhol natoΦenia bßze a v²sledok. Po dostatoΦnom poΦte detekovan²ch fot≤nov, presne ako u BB84, si verejne prezradia uhly polarizaΦn²ch hranolov.
</DIV></FONT></b></i>
<FONT Size=2><DIV Align=Justify Class=Paragraph>
SpoΦφtaj· sa rozdiely uhlov, a tie m⌠₧u padn·¥ do jednej z 3 skupφn.
</DIV></FONT></b></i>
<FONT Size=2><DIV Align=Justify Class=Paragraph>
I. Rozdiel je 45, alebo u niekoho alebo nikoho nebol nameran² fot≤n, trieda ä-ô
</DIV></FONT></b></i>
<FONT Size=2><DIV Align=Justify Class=Paragraph>
II. Rozdiel je 0, ide o korelovan² pßr, paralelnß orientßcia, trieda äCodeô
</DIV></FONT></b></i>
<FONT Size=2><DIV Align=Justify Class=Paragraph>
III. Rozdiely 22,5 a 67,5 umo₧≥uj· test tzv. Bellov²ch nerovnostφ, pomocou ktor²ch je mo₧nΘ zφska¥ informßciu, Φi mala Eve pri transporte snahu o zφskanie informßcii. V prφpade, ₧e Bellove nerovnosti s· poruÜenΘ znamenß, ₧e fot≤ny s· kolerovanΘ a nedoÜlo k odpoΦ·vaniu. (jedna z vlastnostφ a v²sledkov EPR-paradoxu). V prφpade odpoΦ·vanie sa teda naruÜφ korelovanos¥ pßru.
</DIV></FONT></b></i>
<SCRIPT>
_Image('file.php@Name=fotony','','109','Center');
</SCRIPT><A Name="Title3"><FONT Size=3><DIV Class=Headline>Kvantova kryptografia v praxi</DIV></font>
<FONT Size=2><DIV Align=Justify Class=Paragraph>
VÜetky experimenty pou₧φvali fot≤ny na prenos informßcii. D⌠vodov m⌠₧e by¥ viacero. Naprφklad sa daj· ╛ahko vyrobi¥ a na ich transport sa pou₧ij· optickΘ kßble. ┌tlm, prφp. ruÜenie v optick²ch kßbloch bolo zredukovanΘ na asi 0,35 dB/km pri vlnovej dσ₧ke 1310 nm. A₧ pri prenose asi 10 km je asi polovica fot≤nov absorbovanß, Φo umo₧≥uje vyu₧itie v lokßlnych sie¥ach. V porovnanφ s prenosom elektr≤nov v optick²ch kßblov, tu nie je mo₧nΘ pou₧i¥ zosilovaΦe, preto₧e fot≤n nemo₧no vyklonova¥, teda kopφrova¥.
</DIV></FONT></b></i>
<FONT Size=2><DIV Align=Justify Class=Paragraph>
Samozrejme, ₧e te≤ria je krßsna vec, ale Φasto v praxi je to bohu₧ia╛ celkom inΘ. Naprφklad skutoΦnos¥, ₧e Eva a Bob bud· ma¥ k dispozφcii skutoΦne korelovan² pßr, je sk⌠r nereßlna. V₧dy sa ale chybovos¥ pohybuje v rßdovo v jednotkßch percent. (vi∩ II.Φas¥).
SkutoΦne prvΘ experimenty zaΦali v roku 1989 firmou IBM, kde pou₧ili protokol podobn² BB84 na vzdialenos¥ 30 cm. Prenosov²m kanßlom bol vzduch.
</DIV></FONT></b></i>
<SCRIPT>
_Image('file.php?Name=\olomouc','SpoločnΘ pracovisko Univerzity PalackΘho a Fyzikßlneho ·stavu Akademie vied v Olomouci - laborat≤rny vzor kvantovΘho kryptografu, k≤dovanie fßzov','111','Right');
Na obrßzku vidφme prßve ÄenevskΘ jazero, kde sa robia pokusy s Bellov²mi nerovnos¥ami a kvantovou kryptografiou na bßze Ekertovho protokolu. Kde pri ₧elezniΦnej stanici v Cornavine sa nachßdza zdroj fot≤nov a jednotlivΘ polarizßtory s· v oblasti Bellevue.
Kvantovß kryptografia vykonala ve╛k² pokrok v kvantovej komunikßcii a u₧ pred 7 rokmi opustila laborat≤rne podmienky. Experimenty v reßlnych podmienkach s· u₧ dnes len rutinnou zßle₧itos¥ou. Vzdialenosti le₧ia asi v intervale od 20 do 30 km, a chybovos¥ je tak nφzko, ₧e je mo₧nΘ bezpeΦne zisti¥ odpoΦ·vanie a tak i prenos k╛·Φa.
Tak naprφklad transport k╛·Φa na k≤dovanie vÜetk²ch troch Φlßnkov, asi 44kB bez obrßzkov by trvalo asi 20 min·t.
</DIV></FONT></b></i>
<FONT Size=2><DIV Align=Justify Class=Paragraph>
3-roΦn² projekt ESPRIT s nßzvom äEuropean Quantum Cryptography and Single Photon Optical Technologiesô sk·ma, ktorß z viacer²ch met≤d je najlepÜia.
</DIV></FONT></b></i>
<FONT Size=2><DIV Align=Justify Class=Paragraph>
Medzi jej najvΣΦÜie v²hody patrφ limitne 100%-nß bezpeΦnos¥ garantovanß fyzikßlnymi zßkonmi, vytvßranie k╛·Φa v priebehu transportu fot≤nov, teda ₧iadne uchovßvanie k╛·Φa.
</DIV></FONT></b></i>
<FONT Size=2><DIV Align=Justify Class=Paragraph>
Verφm, ₧e prßve v kvantovej kryptografii bude vyrasta¥ nov² kryptografick² systΘm, ktor² sa Φasom rozÜφri po celom svete a zasiahne vÜetky oblasti bezpeΦnej komunikßcie.
