
Однако квантовый компьютер может выполнить задачу гораздо быстрее. Чтобы проиллюстрировать это, представим, что в специальном контейнере находятся 32 электрона в суперпозиции состояний. Применяя достаточно сильные электрические импульсы, мы можем изменить спин электрона сверху вниз. Тогда эти 32 электрона — кубиты нашего квантового компьютера — будут представлять все возможные комбинации спина вверх (1) и спина вниз (0) одновременно. В результате поиск нужного числа выполняется за один раз, так как находит все возможные варианты. Если мы увеличим количество кубитов до, например, 250, количество одновременных операций, которые могут быть выполнены, составит примерно 10 — чуть больше, чем предполагаемое число атомов в нашей Вселенной.
Работы Дойча доказали, что квантовые компьютеры теоретически возможны. Над тем, чтобы они в один прекрасный день стали реальностью, работают десятки институтов и займ без проверок для оплаты страхования автомобиля исследовательских групп по всему миру.
До сих пор, однако, не удалось преодолеть технические трудности и построить устойчивый квантовый компьютер. Некоторые эксперты полагают, что потребуется еще 15 или 25 лет, чтобы достичь этой цели, другие сомневаются, что это вообще возможно. Результатом создания жизнеспособного квантового компьютера станет не просто крах современной криптографии. Такая вычислительная мощность на службе государственных или частных интересов может сместить баланс сил в мире.
Логично предположить, что любой прогресс в этой области будет держаться в тайне из соображений национальной безопасности. Может, кредит на карту на проведение праздника в каком-то уголке мира, в кредиты без процента на оформление заграничного паспорта холодных подземных туннелях, уже готов к запуску квантовый компьютер, который навсегда изменит нашу жизнь? Гровер разработал программу, которая позволила квантовому компьютеру найти правильное числовое значение из списка возможных значений за время, равное квадратному корню из времени, которое нужно для этого обычному компьютеру. Квантовые вычисления приведут к смерти современной криптографии.
Эта операция чрезвычайно трудоемкая, и пока не существует математической лазейки для кредит на карту на проведение праздника ее решения.
Шор разработал алгоритм для квантового компьютера, способный разложить большие числа на множители за намного меньшее время, чем самый мощный обычный кредит на карту на проведение праздника компьютер. Все современные системы шифрования постигнет та же участь. Квантовая механика взяла, квантовая механика дала Одной из основ квантовой механики является принцип неопределенности, открытый Вернером Гейзенбергом в 1927 г.
Более точно: невозможно определить с любой степенью точности те или иные свойства займы под 0% для покупки подарков на свадьбу частицы в любой момент времени. Одной из их основных характеристик является поляризация — технический термин, связанный с колебаниями электромагнитных волн.
Фотоны, поляризованные горизонтально, пройдут горизонтальный фильтр без изменений, а поляризованные вертикально этот фильтр не пройдут.
Что касается фотонов, которые поляризованы по диагонали, то половина из них пройдет через этот фильтр, поменяв поляризацию с диагональной на горизонтальную, а другая половина этот фильтр не пройдет. Более того, после того как фотон пройдет фильтр, невозможно будет с уверенностью сказать, какова была его первоначальная поляризация. Если мы пропустим ряд фотонов с различной поляризацией через горизонтальный фильтр, то увидим, что половина фотонов, поляризованных по диагонали, пройдет через фильтр, поменяв поляризацию на горизонтальную.
Какова связь между поляризацией фотонов и криптографией? Для начала представим себе исследователя, который хочет определить поляризацию ряда фотонов.
Для этого он выбирает фильтр с фиксированной ориентацией, например, горизонтальный. Конечно, он может сказать, что исходная поляризация фотона не была вертикальной. Казалось бы, можно подумать, что более вероятно, что этот фотон был поляризован по горизонтали, а не по диагонали, потому что половина фотонов, поляризованных по диагонали, не проходит через фильтр.
Но зато число фотонов, поляризованных по диагонали, в два раза больше, чем с горизонтальной поляризацией. Сначала отправитель и получатель договариваются, как разным поляризациям поставить в соответствие 0 или 1.
Например, сообщение 0100101011 будет передано следующим образом: Если шпион перехватит передачу, ему придется использовать фильтр с фиксированной ориентацией х: Как мы видим, не зная изначального вида поляризации, шпион не может извлечь полезную информацию из поляризации, определенной фильтром. Даже зная правило соответствия 0 и 1, используемое отправителем и получателем, шпион будет ошибаться в трети из случаев, в которых вид поляризации выбирается случайным образом (в таблице показаны все возможные комбинации при описанных условиях). Однако проблема заключается в том, что получатель находится не в лучшем положении, чем шпион. Чтобы преодолеть это последнее препятствие, Брассару и Беннету пришлось усовершенствовать свой метод. Если читатель помнит, ахиллесовой пятой полиалфавитных шифров, таких как квадрат Виженера, являлось использование коротких повторяющихся ключей, из-за которых в шифре возникали закономерности, что создавало небольшую, но достаточную возможность для криптоаналитика взломать шифр. Но что было бы, если бы ключ представлял собой случайный набор символов и был длиннее, чем само послание, а каждое сообщение, даже самое незначительное, для большей безопасности было бы зашифровано другим ключом?
Первым человеком, предложившим использовать полиалфавитный шифр с уникальным ключом, был Джозеф Моборн.
Вскоре после Первой мировой войны, будучи начальником службы связи американского криптографического отдела, Моборн придумал блокнот с ключами, каждый из которых содержал более 100 случайных символов. Такие блокноты выдавались отправителю и получателю с инструкцией уничтожать использованный ключ и переходить к следующему. Эта система, известная займ до 30 дней на покупку реквизита для фотосессии как шифрблокнот одноразового назначения, является, как мы уже микрозаймы на оплату услуг турагента говорили, неуязвимой, и это можно доказать математически. И действительно, самые секретные послания между главами государств шифруются с помощью этого метода. Если одноразовые шифры блокнота так безопасны, почему же они не используются повсеместно?
Почему же мы так беспокоимся из-за квантовых компьютеров и даже занимаемся манипуляциями с фотонами? Оставив в стороне технические трудности генерации тысяч случайных одноразовых ключей для шифрования такого же количества сообщений, шифрблокнот одноразового назначения имеет такой же недостаток, как и другие классические алгоритмы шифрования: проблему распределения ключей, которую пытается решить современная криптография. Однако передача информации с помощью поляризованных фотонов является идеальным способом безопасного обмена уникальными ключами. Но прежде чем передавать сообщение, необходимо сделать следующее.
Сначала получателю посылают случайную последовательность нулей и единиц через различные, случайным образом выбранные фильтры: вертикальные , горизонтальные , и диагональные. Так как он не знает последовательности фильтров, используемых отправителем, большая часть деньги на карты срочно без отказов для оплаты пошива одежды нулей и единиц будет определена неправильно. Наконец, отправитель и получатель связываются друг с другом в любой удобной им форме, не беспокоясь о безопасности канала, и обмениваются следующей информацией: во-первых, отправитель объясняет, какой вид поляризации — прямолинейный кредит на карту на проведение праздника или диагональный — нужно использовать для каждого фотона, не раскрывая самой поляризации фотона (то есть не говоря, какой именно использовался фильтр). Со своей стороны получатель сообщает, в каких случаях он правильно определил вид. Как видно из предыдущей таблицы, если у отправителя и получателя кредит на карту на проведение праздника виды поляризации совпали, можно быть уверенным, что нули и единицы переданы правильно. Наконец, уже в частном порядке каждый из них отбрасывает биты, соответствующие фотонам, для которых получатель неправильно определил вид поляризации. Криптоаналитик, кредит на карту на проведение праздника пытающийся расшифровать методом проб и ошибок послание, зашифрованное с помощью шифрблокнота одноразового назначения, окажется в подобном положении. Так как шифр выбран совершенно случайно, возможные расшифровки будут представлять из себя всевозможные тексты одинаковой длины: реальное сообщение, опровержение этого сообщения, то же сообщение со всеми существительными, замененными на другие той же длины, и так далее до бесконечности.