La crittografia quantistica

La crittografia quantistica è un metodo di trasmissione delle informazioni segrete che offre la garanzia di massima sicurezza. Una delle prime osservazioni sulla meccanica quantistica ha individuato un nuovo tipo di protocollo in modo tale che la sicurezza tra mittente e destinatario (o meglio tra Alice e Bob) non possa essere compromessa. Questa procedura è nota come distribuzione quantistica delle chiavi (QKD), il cui obiettivo è quello di eseguire compiti crittografici impossibili con la crittografia convenzionale.  In questo articolo analizzeremo la tecnologia con uno sguardo alla fisica e al protocollo implementato.

Introduzione

La crittografia quantistica fa uso delle proprietà della fisica moderna quali il teorema quantum no-cloning e il principio di indeterminazione di Heisenberg, al fine di mantenere sicura una connessione con tecniche crittografiche di natura quantistica. A differenza della crittografia convenzionale, la cui sicurezza è spesso basata su ipotesi di calcolo, la crittografia quantistica ha un vantaggio importante: la sua sicurezza è basata sulle leggi della fisica dimostrando di essere incondizionatamente sicura. Mentre l'esempio più noto di questa disciplina è la distribuzione quantistica delle chiavi (QKD), esistono molte altre applicazioni come il secure two-and multi-party computation e delegated quantum computation.  Una delle proprietà fondamentali dell'informazione quantistica è la impossibilità fisica di clonare, in generale, un sistema quantistico. A livello intuitivo, questo principio impedisce la ricostruzione classica della descrizione di un dato sistema qubit. Così come esiste il bit nell'ambito della computazione classica, il qubit (Figura 1) è il quanto di informazione nell'ambito della computazione quantistica. Per esempio, in una singola copia di un generale qubit α|0⟩ + β |1⟩, (dove |0,1⟩ sono gli stati quantistici), non è possibile "estrarre" una descrizione completa classica di α e β, perché la misurazione disturba lo stato. Nella teoria dell'informazione classica, l'unità di informazione è quindi il bit, cioè, l'insieme [0,1]. I vettori quantistici, tuttavia, non possono essere descritti in termini classici, quindi dobbiamo adattare il nostro linguaggio per questa nuova impostazione.  C'è una corrispondenza tra lo stato quantistico di qualche sistema fisico e le informazioni. Gli stati quantistici sono di solito descritti usando la notazione di Dirac, cioè, con un simbolo racchiuso [...]

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Una risposta

  1. Maurizio Di Paolo Emilio Maurizio 8 dicembre 2016

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