رمزنگاری کوانتومی بر مبنای محاسبات کوانتومی

با پیشرفت علم و پیدایش کامپیوترهای کوانتومی، امنیت سیستم‎های رمزنگاری کنونی به خطر می‎افتد، زیرا این سیستم‎ها بر پایه مفاهیم ریاضی از جمله تجزیه یک عدد به عوامل اول آن طراحی شده‎اند که با استفاده از کامپیوترهای کوانتومی می‎توان این مفاهیم را در زمان چندجمله‎ای حل کرد. بنابراین به نوع جدیدی از رمزنگاری نیاز است تا جایگزین سیستم‎های رمزنگاری کنونی شود که امنیت آن بر پایه مفاهیمی باشد که در زمان چندجمله‎ای قابل حل نیست. طبق اصل عدم قطعیت هایزنبرگ، اندازه‎گیری یک کمیت باعث ایجاد خطا در کمیت مزدوج متناظرش می‎شود. در رمزنگاری کوانتومی نیز از این اصل برای توزیع کلید کوانتومی استفاده می‎شود. در این نوع رمزنگاری چنانچه شنودکننده عمل اندازه‎گیری روی کلید کوانتومی انجام دهد باعث ایجاد خطا در کمیت مزدوج کلید شده و از این طریق، سیستم شنود را تشخیص می‎دهد. در ابتدا اصول مکانیک کوانتومی و تفاوت‎های بین قوانین فیزیک کوانتومی و فیزیک کلاسیک بررسی شده‎اند و محاسبات کوانتومی، عملگرهای کوانتومی در فضای هیلبرت و ابزارهای محاسباتی معرفی و سپس رمزنگاری کوانتومی و پروتکل‎های توزیع کلید کوانتومی بیان شده‎اند. در ادامه با اعمال تغییرات در دو پروتکل توزیع کلید کوانتومی و سعی کرده‎ایم که میزان تشخیص شنودکننده را افزایش دهیم؛ به این ترتیب که در پروتکل جدید از درصد متفاوت نسبت پایه‎های اندازه‎گیری استفاده شده است. نتایج شبیه سازی این دو پروتکل نشان می‎دهد که با اعمال تغییرات، بهبود قابل توجهی در پروتکل‎های مذکور به وجود می‎آید.