Теория Квантовых денег

Факультет физики, электроники и компьютерных систем

ЭССЕ

На тему: КВАНТОВЫЕ ДЕНЬГИ

Выполнил студент 3 курса

Группы КП-13-1

Катанцев М.С.

Г. Днепропетровск, 2016 г

Содержание.

Вступление

1.Понятие

2.История

3.Идея Визнера

4.Теория Квантовых денег

5.Достоинства и недостатки квантовых денег

6.Как проверить купюры на подлинность

Вывод

Вступление

Хотелось бы рассказать о квантовых деньгах. Я выбрал эту тему потому что меня интересует потенциально будущая жизнь людей потому как деньги являются не неотъемлемой частью нашего существования.Также мне интересен их потенциал в плане защиты от мошенников.

Понятие

Квантовые де́ньги — разрабатываемые банкноты нового поколения, у которых в качестве основной системы защиты от подделки применяется квантовая криптография (квантовая криптография-метод защиты коммуникаций, основанный на принципах квантовой физики,к примру отправка и приём информации физическими средствами, при помощи электронов в электрическом токе, или фотонов в линиях волоконно-оптической связи.).

Квантовая купюра создана с применением оптических технологий и закодирована поляризацией отдельных фотонов. Она базируется на кубитах(кубит-квантовый разряд или наименьший элемент для хранения информации), квантовых ячейках памяти, которые могут находиться не в одном из двух, а в одном из нескольких состояний, в отличие от классических битов.

Кубит в лаборатории выглядит примерно так

или так

Сейчас квантовые деньги моделируются только в лабораторных условиях и не находятся в обращении. Их система защиты от подделки основана на принципах квантовой криптографии. В отличие от традиционной в ней используются физические средства для приема и передачи информации – например, с помощью электронов или фотонов.

Физики создали модельную купюру и закодировали ее поляризацией отдельных фотонов. В ходе исследования выяснилось, что кодирование с помощью изменения квантовых состояний не позволяет в точности скопировать купюру без того, чтобы владелец узнал об этом.

История

Идея квантовых денег принадлежит аспиранту Колумбийского университета Стивену Визнеру (Stephen J. Wiesner, 1942 г.р.), выдвинута им в конце 60-х годов. Стивен Визнер в 1970 году подал статью по теории кодирования в журнал IEEE Information Theory, но она не была опубликована, так как изложенные в ней предположения редакция посчитала антинаучными. Уровень технологий тех лет не позволял рассуждать о таком принципе криптографии. Только в 1983 году работа Визнера «Сопряжённое кодирование» была опубликована в SIGACT News. и получила высокую оценку в научных кругах.

Квантовые деньги смоделированы только в лабораторных условиях. Их изготовление не осуществляется.

Идея Визнера

Визнер предлагал вмонтировать в каждую банкноту 20 «световых ловушек», и поместить в каждую из них по одному фотону, поляризованному в строго определённом состоянии. Каждая банкнота маркировалась бы специальным серийным номером, который заключал информацию о положении поляризационного фотонного фильтра. При использовании некорректного фильтра комбинация поляризованных фотонов стиралась. Последовательность поляризационных фильтров хранится в банке, что позволяет обеспечить максимальную защиту банкнот от подделки.Концепция Визнера длительное время оставалась не востребована, так как не были созданы надёжные ловушки фотонов.

Теория Квантовых денег

Теорема о запрете клонирования делает невозможным создание идеальной копии произвольного неизвестного квантового состояния, что не позволяет производить незаконное тиражирование банкнот. Вероятность удачного копирования не превышает (⅚)^N, (где N— число фотонов на банкноте). Но так как подлинность купюры может установить только банк-эмитент, который обладает информацией о поляризации фотонов, то использование этой технологии на практике являлось невозможным.

В 2009 году сотрудники Массачусетского технологического института (Кембридж), опубликовали доклад, в котором отразили вариант решения этой проблемы. Авторы статьи предложили использовать «квантовые деньги с открытым ключом». Идея заключается в том, что банк составляет секретное описание квантового состояния для конкретной банкноты, и алгоритм установления подлинности этого состояния. Владение информацией о копии состояния и алгоритме проверки позволяет установить подлинность банкноты, но не позволяет раскрыть секрет кодирования, что и обеспечивает безопасность.

Но если банк имеет такие возможности не может ли он бесконтрольно «печатать» копии банкнот?Авторы работы нашли способ ограничить банкам эту возможность. В предложенной ими схеме для создания денег используется квантовое состояние, которое банк не сможет (за разумное время) воспроизвести заново. Устанавливать подлинность таких денег можно, по мнению ученых, с помощью алгоритма, основанного на модели Маркова.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: