Kvantumkommunikációs kalandozások
59
0
0
Teljes szövegt
(2) Kvantuminformatika. Kvantumszámítógép. 4 Shor-algoritmus. Ami még izgalmasabb.
(3) 2014.01.02. Forrás: http://www.washingtonpost.com/world/national-security/nsa-seeks-to-build-quantum-computer-that-could-crack-most-types-ofencryption/2014/01/02/8fff297e-7195-11e3-8def-a33011492df2_story.html.
(4) Kvantuminformatika. Kvantumszámítógép. Shor-algoritmus. Ami még izgalmasabb.
(5) III. Hugh Everett formulája:. Bohr-modell. Heisenberg-féle határozatlansági reláció Rydberg-formula. Időfüggetlen Schrödinger-egyenlet. Fourier-transzformált alak Időfüggő Schrödinger-egyenlet. Robertson-Schrödinger reláció.
(6)
(7) Szuperpozíció.
(8) Szuperpozíció. a 0 b1 a, b C. 2. 2. a b 1..
(9) Szuperpozíció. a 0 b1. 2. 2. a b 1.. a, b C. L. Bacsardi, M. Galambos, S. Imre, A. Kiss. ”Quantum Key Distribution over Space-Space Laser Communication Links,” AIAA Space 2012, Pasadena, California, Sept, 2012..
(10) Szuperpozíció 1 . A2. B2. 0. 1. 0. 0. 1. . i1. . 2. 2. M. Galambos, S. Imre, “Visualizing the Effects of Measurements and Logic Gates On Multi-Qubit Systems Using Fractal Representation,” International Journal on Advances in Systems and Measurements, Vol. 5, No. 1-2, 2012, pp. 1–10.. 11.
(11) A kvantummechanika posztulátumai (1) 1. Állapotleírás Zárt fizikai rendszer aktuális állapota egy olyan állapotvektorral írható le, amely komplex együtthatókkal rendelkezik, egységnyi hosszú a H Hilbert-térben (egy komplex lineáris vektortérben,amelyben értelmezve van a belső szorzat).. 2. A rendszer időbeli fejlődése A zárt rendszer időbeli fejlődése unitér transzformációval írható le, amely csak a kezdő és végállapottól függ..
(12) A kvantummechanika posztulátumai (2) 3. A mérés Legyen X a mérés lehetséges eredményeinek a halmaza. Egy mérés a mérési operátorok halmazával adható meg:. Μ Μ x , x X , Μ x Ha a megmérendő rendszer állapota , , akkor annak a valószínűsége, hogy a mérés az x eredményt adja:. PX | M Tx M x A mérés után a rendszer állapota az alábbi lesz |. . Μx px.
(13) A kvantummechanika posztulátumai (3) 4. Összetett rendszer Ha V és Y a két kvantumrendszerhez rendelt Hilbert-tér, akkor az ebből a két rendszerből álló összetett rendszerhez a W V Y Hilbert-tér rendelhető..
(14) Alap építőkövek Különböző kvantumkapuk, amelyek a a 0 b 1 bemenetre az alábbi kimeneti kvantumbitet állítják elő 0 1 X 1 0 . 0 i Y i 0 . X b 0 a 1. 1 0 Z 0 1 . Y ib 0 ia 1 Z a 0 b 1. 1 H 2. 1 1 1 1 . a b. a b. H . 2. 0 . 2. 1.
(15) Kvantum-áramkör. Bacsárdi László, 2007. november 23.. 16.
(16) Kvantumpárhuzamosság. a 0 b1 a 00 b 01 c 10 d 11 a 000 b 001 c 010 d 011 e 100 f 101 g 110 h 111.
(17) Kvantumpárhuzamosság. Ábra: Bacsárdi L., Galambos M., Imre S., „Kvantumalapú algoritmusok”. Informatikai algoritmusok, III. kötet, pp. 1785-1827. Mondat Kiadó., 2013.
(18) Kvantumpárhuzamosság. H. n. 0. Ábra: Bacsárdi L., Efficient Quantum Based Space Communications. LAP , 2013.
(19) Kvantumpárhuzamosság. Ábra: Bacsárdi L., Galambos M., Imre S., „Kvantumalapú algoritmusok”. Informatikai algoritmusok, III. kötet, pp. 1785-1827. Mondat Kiadó., 2013.
(20) Kvantumpárhuzamosság Deutsch-Jozsa algoritmus n. x 0,1 n. 1. f ( x) : 0,1 0,1. Kiegyensúlyozott?. Konstans?. Ábra: Bacsárdi L., Galambos M., Imre S., „Kvantumalapú algoritmusok”. Informatikai algoritmusok, III. kötet, pp. 1785-1827. Mondat Kiadó., 2013.
(21) Kvantum párhuzamosság Deutsch-Jozsa algoritmus. n. x 0,1. n. 1. f ( x) : 0,1 0,1. Ábra: Bacsárdi L., Galambos M., Imre S., „Kvantumalapú algoritmusok”. Informatikai algoritmusok, III. kötet, pp. 1785-1827. Mondat Kiadó., 2013.
(22) a 00 d 11.
(23) Miért is jó ez nekünk? • Algoritmusok és protokollok – – – –. Teleportáció Szupersűrűségű tömörítés Kvantumpárhuzamosság …. • Klasszikus problémák „jobb” megoldása – – – – –. Keresés adatbázisban Prímtényezőkre bontás Rendkeresés Szimmetrikus kulcsszétosztó protokollok Információelméleti alkalmazások. Bacsárdi László, 2007. november 23.. 24.
(24) Nincs másolás.
(25) Dekoherencia.
(26) Bacsárdi László, 2007. november 23.. 27.
(27) Kvantuminformatika. Kvantumszámítógép. Shor-algoritmus. Ami még izgalmasabb.
(28)
(29) Mi lehet kvantumbit?.
(30) Kvantum eszközök (1). 15=53 Bacsárdi László, 2007. november 23. Képek forrása: IBM's Almaden Research Center (San Jose, CA.),. 31.
(31) Kvantum eszközök (2). Bacsárdi László, 2007. november 23.. 32.
(32) Kvantum eszközök (3). Fénykép: Roy Kaltschmidt, forrás: http://www.lbl.gov/Science-Articles/Archive/sabl/2005/June/02-quantum-comp.htm Forrás: http://wikis.lib.ncsu.edu/index.php/Image:Quantum_Computer.jpg.
(33) • Fluxuskvantumokon alapuló adiabatikus rendszer • 2007 Orion Systems, 16 kvantumbites gép bemutatója három alkalmazással: – Adatbázis keresés – Ülésrend tervezés – Sudoku fejtés. • 2009 Neural Information Processing Systems Conference – Képfelismerő rendszer betanítása Forrás: Galambos Máté előadása (BME).
(34) • 2011, D-Wave One – 128 qubit – 10 000 000 $. • 2013, D-Wave Two – 512 qubit. Forrás: Galambos Máté előadása (BME).
(35)
(36)
(37)
(38) Kvantuminformatika. Kvantumszámítógép. Shor-algoritmus. Ami még izgalmasabb.
(39) RSA törése. . 3. O log ( N ). . 152 000 év. 1 sec.
(40) Shor-algoritmus és az RSA feltörése. . 3. O log ( N ). . 152 000 év. 1 sec.
(41) Shor-algoritmus • Egy olyan szám megtalálását, amelynek a felbontandó számmal van közös osztója, átfogalmazhatjuk egy függvény periódusának meghatározására • Klasszikus rendszerben nehéz feladat, viszont a perióduskeresésre gyors kvantumalgoritmust lehet találni • Amíg a prímfaktorizáció klasszikus rendszerekben exponenciális, addig kvantumos rendszerekben négyzetes növekményű végrehajtási időt igényel. . . O ld 3 N . Részletes leírás: http://www.mcl.hu/quantum//foliak/kvantum_primfakt1.pdf.
(42) Shor-algoritmus.
(43) 15. 21. 143 Martín-López, Enrique et al. „Experimental realization of Shor's quantum factoring algorithm using qubit recycling”, Nature Photonics 6, 773–776, (2012) Nanyang Xu, Jing Zhu, Dawei Lu, Xianyi Zhou, Xinhua Peng, and Jiangfeng Du, Quantum Factorization of 143 on a Dipolar-Coupling Nuclear Magnetic Resonance System, Phys. Rev. Lett. 108, 130501 (2012)..
(44) Kvantuminformatika. Kvantumszámítógép. Shor-algoritmus. Ami még izgalmasabb.
(45) Teleportálás 1993: elmélet 1998: sikeres kísérlet 2004: 600 méter 2012: 97 km (Kína) 2012: 143 km (Kanári-szigetek) C. H. Bennett, G. Brassard, C. Crépeau, R. Jozsa, A. Peres, W. K. Wootters, Teleporting an Unknown Quantum State via Dual Classical and EinsteinPodolsky-Rosen Channels, Phys. Rev. Lett. 70, 1895-1899 (1993) Juan Yin et. al, Quantum teleportation and entanglement distribution over 100-kilometre free-space channels, Nature 488 185-188 (2012) Ma, X. S.; Herbst, T.; Scheidl, T.; Wang, D.; Kropatschek, S.; Naylor, W.; Wittmann, B.; Mech, A. et al. (2012). "Quantum teleportation over 143 kilometres using active feed-forward". Nature 489 (7415): 269–273 C. Nölleke, A. Neuzner, A. Reiserer, C. Hahn, G. Rempe, S. Ritter}, Efficient Teleportation Between Remote Single-Atom Quantum Memories, Phys. Rev. Lett. 110, 140403 (2013).
(46) Kvantum alapú kulcsszétosztás (QKD). E91. BB84 B92. S09. Bacsardi, L.; Kiss, A.; Galambos, M.; Imre, S., "Examining quantum key distribution protocols in laser based satellite communications," Communication, Networks and Satellite (ComNetSat), 2012 IEEE International Conference on , vol., no., pp.187-91, 12-14 July 2012.
(47) BB84 protokoll. http://www.cse.wustl.edu/~jain/cse571-07/ftp/quantum/index.html Charles H. Benett, Gilles Bassard, ’Quantum Crryptography: Public Key Distribution and Coin Tossing’, International Conference on Computers, Systems & Signal Processing, Bangalore, India (December 10-12, 1984).
(48) BB84 protokoll. http://www.cse.wustl.edu/~jain/cse571-07/ftp/quantum/index.html Charles H. Benett, Gilles Bassard, ’Quantum Crryptography: Public Key Distribution and Coin Tossing’, International Conference on Computers, Systems & Signal Processing, Bangalore, India (December 10-12, 1984).
(49) Vienna, October 8, 2008. Today, the first commercial communication network using quantum cryptography is demonstrated in Vienna, Austria.. 2014.05.13.. 58.
(50) Irány az űr. L. Bacsardi, „On the way to Quantum Based Satellite Communication”, IEEE Communications Magazine, 51:(08) pp. 50-55..
(51) Quantum Satellite Communication Simulator.
(52) L. Bacsardi, „On the way to Quantum Based Satellite Communication”, IEEE Communications Magazine, 51:(08) pp. 50-55.. © Dr. Bacsárdi László, BME.
(53) Műholdas QKD hálózat Satellite’s orbit 300 400 500 600 700 800 900 1000 1500 2000. Number of requested satellites for the path 3 3 2 2 2 1 1 1 1 1. Total QBER 0.0101 0.0151 0.0214 0.0295 0.0391 0.0501 0.0627 0.0767 0.1694 0.2692. L. Bacsardi, A. Kiss, „Overview of a Space Based Quantum Key Distribution Network”, InProc. International Astronautical Congress, 2014, Toronto, Canada, IAC-14,B2,6,5,x23982. © Dr. Bacsárdi László, BME.
(54) Cégek D-wave : • Kanadai cég • 1999-ben alapították • Állításuk szerint kvantumszámítógépet árulnak. IdQuantique • • • •. Svájci cég Senatas-al együttműködésben 2001 óta létezik, University of Geneva Spinoff Kvantum kulcsszétosztás, randomszám generálás. MagiQ Technologies • Amerikai • 1999-ben alapították • Kvantum kulcsszétosztás. Quintessence Labs • Amerikai-ausztrál együttműködés • Kulcsszétosztás, randomszám generálás Forrás: Galambos Máté előadása (BME).
(55) Ahogy ma mások kulcsszétosztanak. © Dr. Bacsárdi László, BME.
(56) Ahogy mi kulcsszétosztunk. © Dr. Bacsárdi László, BME.
(57) Ahogy mi kulcsszétosztunk Dr. Imre Sándor. Mérnökök, fizikusok, hallgatók. • szakmai vezető. (BME TTK, BME VIK, Wigner FKK). Dr. Bacsárdi László • szakmai vezető-helyettes. © Dr. Bacsárdi László, BME.
(58) Kvantumos híreket tartalmazó qnews levelezőlista Feliratkozás: előadónak küldött levél. Választható tárgy (tavasszal indul) Bevezetés a kvantum informatikába és kommunikációba https://www.vik.bme.hu/kepzes/targyak /VIHIAV06/ BME Hálózati Rendszerek és Szolgáltatások Tanszék http://www.mcl.hu/quantum/ Publikációk angolul: http://arxiv.org/archive/quant-ph.
(59) Kérdések?. bacsardi@hit.bme.hu.
(60)
KAPCSOLÓDÓ DOKUMENTUMOK
Green space within a buffer can be assessed by using the Normalized difference vegetation Index (NDVI) or by classification of land use cover for the given area. In our study,
Keywords: Fleet and Force Tracking Systems (FTS), Global Navigation Satellite System (GNSS), radio communication and data transmission systems, public
using hyperentangled photons that use polarization and at the same time energy − time entanglement − (here the photon arrival times contain the extra information) − as an extra
Comparing measured and calculated values we conclude that the HV night model gives us results that are also several magnitudes smaller than the 10 rad radial beam divergence
[75] Laszlo Gyongyosi, Sandor Imre: Long-distance two-way continuous variable quantum key distribution over optical fiber with Gaussian modulation, SPIE Photonics West OPTO
Another typical example for the need of a satellite account is the household statistics which belongs both to the economic and to the social statistics. The household is namely a
An interconnected and inter-operable network of networks: Public and private networks, including existing and planned telecommunications, cable, satellite and wireless networks,
Statistical Quadrature Evolution by Inference for Continuous- Variable Quantum Key Distribution, SPIE Photonics West OPTO 2017 Proceedings, „Ad- vances in Photonics of
