A B92 kvantumos kulcselosztási protokoll vizsgálata zajos környezetben
A B92 kvantumos kulcselosztási protokoll vizsgálata zajos környezetben
Csaplár Miklós (Czuczor Gergely Bencés Gimnázium és Kollégium, Győr, 12. osztály)
Kemecsei Kornél (Czuczor Gergely Bencés Gimnázium és Kollégium, Győr, 12. osztály)
Az utóbbi néhány évtizedet szokás második kvantumos forradalomnak hívni, mert felismerte az emberiség a kvantummechanika alkalmazásának egy új mérnöki lehetőségét. Ezt az új tudományágat összefoglalóan kvantum-számítástechnikának hívjuk. TDK kutatásunk is ebbe a témakörbe esik, a B92 kulcselosztási protokollt vizsgáltuk.
Első körben elvégeztünk egy kb. 3 hónapos szakkört, így elsajátítva a kvantummechanika alapjait fotonpolarizáción keresztül. Ezt követően önállóan utánajártunk és megértettük a titkosítási eljárásokat, így eljutva a B92 protokollt megismeréséhez, mely kézenfekvő hiszen ez az eljárás az általunk ismert fotonok polarizációs állapotait használja fel.
Kutatási projektünk eredményeképpen szimulációs környezetet fejlesztettünk Python programozási nyelven a B92 protokoll vizsgálatához. A programozás során elemeztük Anna és Béla kommunikációját zajtalan, illetve zajos környezetben is. A zajt a közvetítőközeg fotonok állapotára gyakorolt hatásaként építettük be, amely kis mértékben megváltoztatja a kvantumbiteket reprezentáló fotonok állapotát, így Béla mérési valószínűségeit is. Vizsgáltuk, hogy egy harmadik, külső, támadó fél (Éva) hogyan zavarja meg Anna és Béla kommunikációját azzal, hogy mérési beavatkozásával megváltoztatja a fotonok (kvantumbitek) állapotát. Éva támadását zajmentes és zajos környezetben is vizsgáltuk. Megnéztük, hogy mennyi az optimális kvantumbit-szám, amelyet Annának és Bélának érdemes ellenőrizni annak érdekében, hogy Éva támadásáról megbizonyosodjanak. Eredményeinket összehasonlítottuk az IBM felhőn keresztül programozható kvantumszámítógépének eredményével is.
szerzők
-
Kemecsei Kornél
Villamosmérnöki szak, alapképzés
alapképzés (BA/BSc) -
Csaplár Miklós
Villamosmérnöki szak, alapképzés
alapképzés (BA/BSc)
konzulensek
-
Dr. Imre Sándor
egyetemi tanár, Hálózati Rendszerek és Szolgáltatások Tanszék -
Tóth Kristóf
Matematika- és Fizikatanár // Doktorandusz, Czuczor Gergely Bencés Gimnázium és Kollégium // ELTE (külső)
