量子资讯探索-密码学课件.ppt

1、量子資訊探索密碼學GoGoDD(Quantum)CryptographyQuantum Key Distribution指導教授：涂百鈞學生：周緯承林志威屠建時張凱評陳懷宗鄭維翔前言量子資訊位元量子位元疊加不可複製性糾纏非區域性密碼學公開金鑰密碼學量子密碼學 BB84 Protocol B92 Protocol結論參考資訊前言量子資訊 位元量子位元 疊加 不可複製性 糾纏 非區域性位元量子位元(Bit/Qubit)Classical bit：0 or 1 Quantum bit(Qubit)：QM two-state system一個量子位元有兩種可能的狀態0or1T,T0,1T1,022疊加

2、(Superposition)態疊加原理(superposition principle)：如果 X和 Y是兩個互相獨立的量子態，那麼它們的任意線性疊加X+Y，其中+1，也會是一個量子態。少量的量子位元儲存驚人的資訊量。提供了量子平行處理(Quantum Parallelism)。不可複製性(Non Cloning)U(0)=U(0)=Let()ThenU()()糾纏(Entanglement)貝爾不等性 兩個或多個量子位元之間存在著非古典關聯。=00+11/2 ab非區域性(Non Locality)魅影作用 量子糾纏的另一個特點就是此關聯是非定域性。密碼學 公開金鑰密碼學One time

3、pad Cryptography 量子密碼學Quantum CryptographyOne time pad cryptography 亂數產生與明文等長的金鑰，使用後則立即丟棄並重新產生。優點：密文與明文無統計性關聯 密文並無明文的 訊息 缺點：隨機產生金鑰的困難 金鑰的分送與保護GoGoDD(Quantum)Cryptography BB84 Protocol B92 ProtocolBB84 Protocol 量子通道 公共通道 直線基”+”：0偏振態|，90 偏振態”對角基”：45 偏振態|，135 偏振態”Alice隨機產生一組位元並隨機選擇基底傳送光子。Bob隨機選擇基底來測量接收

4、的光子。於公共通道比對雙方基態。捨棄雙方不同基態的位元剩下為顯露的金鑰。Bob隨機選取一半金鑰並選擇雙方同意位元作為隱藏的金鑰Bit number123456789101112Alices random bits011011101010Alices random basesAlice sendBobs random basesBob observesBobs bit011110101010Which agree?Shared secret key11101010Randomly chosen to compareWhich agree?Unrevealed secret keys1101B92

5、 Protocol Alice與Bob各自從EPR態中取A與B粒子。欲傳送C粒子上的未知量子態。Alice將C粒子與手中的A粒子做貝爾測量。在古典通道告知其結果。Bob則對手中粒子操作後就可把未知量子態重現於B粒子上。結論 古典電腦面臨的挑戰 量子電腦的衝擊 量子科技未來參考資料密碼學加密演算與密碼分析計算實驗(鄧安文 10.2006)密碼學與網路安全(William Stallings 1.2007)我懂了！量子力學(李良修 9.2004)下一波資訊革命：量子電腦(George Johnson 7.2004)QUANTUM COMPURING FOR COMPUTER SCIENTISTS(Noson S.Yanofsky、Mirco A.Mannucci 2.2008)維基百科物理專文