اثر وابستگی به زمینه در ایمنی توزیع کلید کوانتومی

امروزه ارسال اطلاعات میان فرستنده و گیرنده به روش مکانیک کوانتومی کانون توجه دانشمندان و محققان است. در این مسیر، تلاش برای امنیت هرچه بیشتر اطلاعات بسیار حائز اهمیت است. اولین پروتکل مشهور به bb84 بر پایه ی اندازه گیری مشاهده پذیرهای کوانتومی پادجابه جاپذیر (از ویژگی های بنیادی فیزیک کوانتومی) بنا شده است. در پروتکل bb84 آلیس حالات سیستم را اندازه می گیرد و این گونه آلیس تعیین می کند که باب باید چه حالتی را برای سیستم بدست آورد. به همین دلیل می گوییم که در این پروتکل، آلیس حالت سیستم را توزیع می کند و پروتکل کاملا وابسته به دستگاه است[14]. ما برای امنیت بیشتر سیستم به دنبال رفع این مشکل هستیم[32]، چرا که اگر به جای آلیس استراق سمع کننده حالت را توزیع کند، در این صورت خطا زیاد شده و اطلاعات ارسالی به خطر می افتد. در این پایان نامه به بررسی چگونگی رفع این مشکل می پردازیم یعنی به دنبال پروتکلی هستیم که مستقل از دستگاه باشد. منبع اصلی که در این راه ما را یاری می کند یکی از خصوصیات مهم جهان کوانتومی، وابستگی به زمینه است که در متناقض نمای کوشن- اسپکر [19] متبلور شده است. نهایتاً ما به دنبال پروتکلی شبیه به bbm هستیم[16] به طوری که به دستگاه وابسته نباشد. این متناقض نما، شامل توزیع های احتمال دوتایی است که به طور موضعی شرایط متناقض نمای کوشن-اسپکر را نشان می دهند و علاوه بر آن، همبستگی های کامل را هم معرفی می کند. در ادامه یک نامساوی بل جدید، شامل همبستگی هایی قوی تر از همبستگی های کوانتومی طراحی می شود و با نقض آن بازه ای برای بررسی حضور یا عدم حضور استراق سمع کننده تعیین می کنیم. به علاوه، پس از بررسی نویز آستانه، نرخ محرمانه بودن کلید را بدست می آوریم.