Релятивистское квантовое распределение ключей между стационарными объектами на когерентных состояниях
С.П. Кулик†а,
С.Н. Молотковб,в аЦентр квантовых технологий Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова, Ленинские горы 1, стр. 35, Москва, 119991, Российская Федерация бАкадемия криптографии Российской Федерации, а/я 100, Москва, 119331, Российская Федерация вИнститут физики твердого тела имени Ю.А. Осипьяна РАН, ул. Академика Осипьяна 2, Черноголовка, Московская обл., 142432, Российская Федерация
Совместные ограничения квантовой механики и специальной теории относительности открывают новые возможности для квантовых коммуникаций. В данном сообщении обсуждается протокол релятивистского квантового распределения ключей (КРК) через открытое пространство. Протокол не требует однофотонных состояний, достаточно ослабленных когерентных состояний лазерного излучения.
При небольшом среднем числе фотонов в когерентных состояниях состояния с разными значениями относительной фазы не могут быть достоверно различимы. Не нужно использовать состояния "ловушки", как в decoy state-методе, которые являются обязательными
для нерелятивистских протоколов КРК, что упрощает оптическую часть на приёмной стороне, и обойтись без активных элементов
— фазового модулятора. На передающей стороне не требуется модулятор интенсивности, который необходим для реализации
decoy state-метода в нерелятивистских системах. Протокол обеспечивает распределение ключей при больших потерях в линии связи ≈ 60 дБ. В протоколе используются только два информационных состояния, поэтому не нужно согласование базисов, все зарегистрированные посылки используются в ключе, что увеличивает скорость распределения ключей. Наиболее подходящим применением релятивистских систем КРК является распределение ключей между стационарными неподвижными объектами, например, станциями сотовой связи или другими объектами, прокладка волоконной линии между которыми является дорогостоящей или практически невозможной. В отличие от анализа криптостойкости нерелятивистских систем КРК, в котором используется довольно изощрённый математический аппарат, анализ стойкости релятивистского КРК проводится на интуитивно понятном для физической аудитории уровне, не требует предварительных специальных знаний и доступен аспирантам и студентам старших курсов университетов, знакомым с основами квантовой оптики, квантовой информатики и квантовой криптографии в объёме стандартных университетских курсов.
Адрес для корреспонденции:
Ключевые слова: специальная теория относительности, квантовая криптография в свободном пространстве, когерентные состояния PACS:03.30.+p, 03.67.Dd, 89.70.−a () DOI: URL: https://ufn.ru/ru/articles/2026/10/f/ Цитата: Кулик С П, Молотков С Н "Релятивистское квантовое распределение ключей между стационарными объектами на когерентных состояниях" УФН196 1086–1097 (2026)
BibNote ® (generic)
English
%0 Journal Article
%T Relativistic quantum key distribution between stationary objects based on coherent states
%A S. P. Kulik
%A S. N. Molotkov
%I Uspekhi Fizicheskikh Nauk
%D 2026
%J Usp. Fiz. Nauk
%V 196
%N 10
%P 1086-1097
%U https://ufn.ru/ru/articles/2026/10/f/
%U https://doi.org/10.3367/UFNr.2026.08.040188
поступила: 16 октября 2024, доработана: 13 апреля 2026, одобрена в печать: 31 августа 2026