"Kvantkrüptograafia" - kursus 2800 hõõruda. MSU-st, koolitus 15 nädalat. (4 kuud), kuupäev: 2. detsember 2023.

M. V. Lomonossovi nimelise Moskva Riikliku Ülikooli füüsikateaduskonna kvanttehnoloogiate keskuse professor, juhtivteadur

Ametikoht: Moskva Lomonossovi Riikliku Ülikooli arvutimatemaatika ja küberneetika teaduskonna superarvutite ja kvantinfoteaduse osakonna professor

1. loeng. Lühiekskursioon krüptograafia ajalukku. Mis on kvantkrüptograafia ja milliseid probleeme see lahendab? Ühekordsed võtmed. Shannoni absoluutse salastatuse kriteerium. Praegused edusammud kvantkrüptograafias.
2. loeng. Kvantinfoteaduse matemaatilise aparaadi alused: üksik- ja liitkvantsüsteemide kvantolekute kirjeldus, puhtad, segaolekud, kvant põimumine, ortogonaalsed ja üldistatud mõõtmised, kvantolekute puhastamine, kopeerimise keelamise teoreem, kvantsüsteemide teisendused, täiesti positiivne kuva.
3. loeng. Kvantkrüptograafia protokollides kasutatavad kvantolekute läheduse mõõtmised.
4. loeng. Kvantside põhiprotokollid ja nende kirjeldus: kvantteleportatsioon, ülitihe kodeerimine, kvantvõtmete jaotus. Peamised kvantvõtmejaotusprotokollid: BB84, B92, E91, SARG04, faasiaja kodeerimine, diferentsiaalfaasi kodeerimine, võtmete relativistlik kvantjaotus läbi avatud ruumi koos kella sünkroniseerimisega ja ilma selleta vastuvõtu- ja edastuspunktides pool.
5. loeng. Jätkamine. Kvantvõtmete jaotamise põhiprotokollid ja nende rakendamine.
6. loeng. Klassikalise infoteooria põhimõisted. Shannoni ja Renyi entroopiad ja nende omadused. Tingimuslik, vastastikune teave, tüüpilised jadad, lähtekoodi teoreemid, mürarikka kanali päri- ja pöördkodeerimise teoreemid, võimsus
7. loeng. Jätkus – klassikalise infoteooria põhimõisted. Näited.
8. loeng. Von Neumanni entroopia, põhiomadused ja kasutamine kvantinformatsiooni teoorias. Kvantsidekanalite mõiste. Kvantsidekanali klassikaline võimsus. Individuaalsed ja kollektiivsed mõõtmised kvantkrüptograafias.
9. loeng. Jätkub – Fundamental Holevo on seotud klassikalise teabe kättesaadava piiriga. Pealtkuulajate rünnakute paljusus, rünnakute seos kvantkanali läbilaskevõimega.
10. loeng. Kvant-Renyi entroopiate põhiomadused (min ja max entroopiad). Silutud min ja max entroopiad, ahelareeglid, min ja max entroopiate muutused superoperaatori toimel, liitkvantsüsteemide min ja max entroopiate omadused.
11. loeng. Määramatuste entroopiasuhted kvantkrüptograafias, seos min ja max Renyi entroopiatega.
12. loeng. Kvantkrüptograafia võtmesaladuse kriteerium, mis põhineb jälgimiskaugusel. Teist tüüpi universaalsed räsifunktsioonid, mida kasutatakse turvalisuse suurendamise protseduurides. Ülejäänud hash Lemma.
13. loeng. Kvantvõtme jaotuse salastatuse tõendamine, kasutades näitena protokolli BB84, mis põhineb entroopia määramatuse suhted (rangelt ühe footoni teabeallika juhtum osariigid).
14. loeng. Kvantkrüptograafiasüsteemide mitteideaalsete kvantolekuallikate, detektorite ja kadudega kvantsidekanaliga rakenduste krüptograafilise tugevuse analüüs. Rünnak koos footonite arvu järgi lõhenemisega, rünnak kindla tulemusega mõõtmistega, läbipaistev rünnak kiirejaguriga.
15. loeng. Jätkamine – kvantkrüptograafia protokollide muutmine, võttes arvesse infoallika olekute mitterange ühefotonsusega seotud rünnakuid. Näiteks on püünisolekutega meetod (Decoy State meetod).
16. loeng. Seos jäljekaugusel põhineva kvantturbekriteeriumi ja võtmeloenduse keerukusel põhineva Shannoni kriteeriumi vahel.
17. loeng. Juhuslike kvantarvude generaatoritest. Kvantjuhuslikkuse allikad, järeltöötlusmeetodid - juhuslikkuse ekstraheerimine. Näited rakendamisest.