Каково максимальное расстояние для квантового распределения ключей по протоколу bb84, которое позволяет

Каково максимальное расстояние для квантового распределения ключей по протоколу bb84, которое позволяет получить ключ со скоростью 5 кбит/с, если лазерные импульсы содержат 0.1 фотона на импульс с частотой 1 ГГц, потери в канале составляют 0.3 дБ / км и эффективность детекторов равна 10%, и пренебречь темновым счётом детекторов и возможными атаками Евы с разделением числа фотонов при шифровании голоса на лету методом одноразовых блокнотов?
Тема: Расстояние для квантового распределения ключей по протоколу BB84

Инструкция: Протокол BB84 использован для квантового распределения секретных ключей между отправителем (Алисой) и получателем (Бобом) при наличии потенциального прослушивающего (Евы). Расстояние, на котором можно распределить ключи с определенной скоростью, зависит от нескольких факторов.

1. Частота лазерных импульсов: В данном случае, частота составляет 1 ГГц или 10^9 Гц.

2. Количество фотонов в каждом импульсе: Каждый импульс содержит 0.1 фотона.

3. Потери в канале: Потери в канале распределения ключей, обусловленные факторами, такими как затухание и дисперсия, составляют 0.3 дБ/км.

4. Эффективность детекторов: Детекторы, используемые для измерения фотонов, имеют эффективность 10%.

5. Пренебрежение темновым счетом и атаками Евы: В данной задаче предполагается, что темновой счёт детекторов и атаки Евы не учитываются.

Для вычисления максимального расстояния воспользуемся формулой BB84:

D = (N * R) / (2 * L * η)

где:
D — расстояние для распределения ключей
N — количество переданных фотонов в единицу времени
R — скорость передачи фотонов
L — потери в канале
η — эффективность детекторов

Подставляя значения из условия задачи, получим:

D = (0.1 * 5) / (2 * 0.3 * 0.1)
D = 1.67 км

Совет: Для лучшего понимания протокола BB84 рекомендуется осознать каждый шаг процесса и изучить математическую основу квантовой криптографии. Рекомендуется также ознакомиться с примерами реализации протокола и принципами его работы.

Практика: Каково будет максимальное расстояние для распределения ключей, если эффективность детекторов изменится на 20%? (Параметры задачи остаются прежними: частота лазерных импульсов 1 ГГц, количество фотонов в каждом импульсе 0.1 фотона, потери в канале 0.3 дБ/км).

Твой друг не знает ответ? Расскажи!