ЖУРНАЛ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ. eISSN 1684-1719. 2025. №2

УДК: 621.391

Симуляция алгоритма

квантового распределения ключа ББ84 на ПЛИС

А.М. Шерстобитов

Институт оптики атмосферы им. В.Е. Зуева Сибирского отделения РАН

634055, Россия, г. Томск, площадь Академика Зуева, 1

Статья поступила в редакцию 7 ноября 2024 г.

Аннотация. В работе представлен новый метод симуляции протокола квантового распределения ключа ББ84 и его реализация на программируемой логической интегральной схеме (ПЛИС). Состояние поляризации фотона задается с помощью двух тактовых сигналов, создаваемых во внутреннем генераторе ПЛИС. Процесс измерения состояния поляризации фотона моделируется с помощью детектора на основе «Исключающего ИЛИ». Результаты тестирования реализации данного метода на ПЛИС показывают хорошее согласие с теорией.

Ключевые слова: протокол квантового распределения ключа, ББ84, ПЛИС, аналоговые вычисления.

Автор для переписки: Шерстобитов Артем Михайлович, shrarm@yandex.ru

Литература

1. Bennett C. H., Brassard G. Quantum cryptography: Public key distribution and coin tossing // Theoretical computer science. – 2014. – Т. 560. – С. 7-11.

2. Cao Y. et al. The evolution of quantum key distribution networks: On the road to the qinternet // IEEE Communications Surveys & Tutorials. – 2022. – Т. 24. – №. 2. – С. 839-894.

3. Nielsen M., Chuang I. Quantum Computation and Quantum Information. Cambridge University Press. – 2010. – 676 p.

4. Gisin N. et al. Quantum cryptography // Reviews of modern physics. – 2002. – Т. 74. – №. 1. – С. 145.

5. Xu F. et al. Secure quantum key distribution with realistic devices // Reviews of modern physics. – 2020. – Т. 92. – №. 2. – С. 025002.

6. Bernazzani L., Burkard G. Fluctuating parametric drive of coupled classical oscillators can simulate dissipative qubits // Physical Review Research. – 2024. – Т. 6. – №. 1. – С. 013284.

7. Spreeuw R.J.C. et al. Classical realization of a strongly driven two-level system // Physical review letters. – 1990. – Т. 65. – №. 21. – С. 2642.

8. La Cour B.R., Ott G.E. Signal-based classical emulation of a universal quantum computer // New Journal of Physics. – 2015. – Т. 17. – №. 5. – С. 053017.

9. Sundqvist K. et al. Exploring Analog Emulation of Quantum Computation Using Quadrature Modulation // ThinkMind (TM) Digital Library, IARIA. – 2020. – Т. 21.

10. Kish L.B. Quantum computing with analog circuits: Hilbert space computing // Smart Structures and Materials 2003: Smart Electronics, Mems, Biomems, and Nanotechnology. – SPIE, 2003. – Т. 5055. – С. 57-65.

11. La Cour B.R. et al. Classical emulation of a quantum computer // International Journal of Quantum Information. – 2016. – Т. 14. – №. 04. – С. 1640004.

12. Inoue K. Quantum key distribution technologies // IEEE journal of selected topics in quantum electronics. – 2006. – Т. 12. – №. 4. – С. 888-896.

Для цитирования:

Шерстобитов А.М. Симуляция алгоритма квантового распределения ключа ББ84 на ПЛИС // Журнал радиоэлектроники. – 2025. – № 2. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2025.2.10