Выпуски

 / 

2026

 / 

октябрь

←  →

Методические заметки


Релятивистское квантовое распределение ключей между стационарными объектами на когерентных состояниях

†  а,  б, в
а Центр квантовых технологий Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова, Ленинские горы 1, стр. 35, Москва, 119991, Российская Федерация
б Академия криптографии Российской Федерации, а/я 100, Москва, 119331, Российская Федерация
в Институт 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.

Текст pdf (714 Кб)
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 (все)
DOI: 10.3367/UFNr.2026.08.040188
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" УФН 196 1086–1097 (2026)
BibTexBibNote ® (generic)BibNote ® (RIS)MedlineRefWorks

поступила: 16 октября 2024, доработана: 13 апреля 2026, 31 августа 2026

English citation: Kulik S P, Molotkov S N “Relativistic quantum key distribution between stationary objects based on coherent states” Phys. Usp. 69 (10) (2026); DOI: 10.3367/UFNe.2026.08.040188

Похожие статьи (20) ↓

  1. А.С. Трушечкин, Е.О. Киктенко и др. «Стойкость метода обманных состояний в квантовой криптографии» УФН 191 93–109 (2021)
  2. И.М. Арбеков, С.Н. Молотков «Об экстракции квантовой случайности» УФН 191 651–669 (2021)
  3. Х. Гаите «Релятивистская теорема вириала и масштабная инвариантность» УФН 183 973–986 (2013)
  4. И.М. Арбеков, С.Н. Молотков «Квантовые генераторы случайных чисел, экстракция доказуемо случайных битовых последовательностей из траекторий цепи Маркова» УФН 194 974–993 (2024)
  5. М.И. Широков «Скорость сигнала в квантовой электродинамике» УФН 124 697–715 (1978)
  6. Ю.Л. Климонтович «Флуктуационно-диссипационные соотношения. Роль конечности времени корреляции. Квантовое обобщение формулы Найквиста» УФН 151 309–332 (1987)
  7. В.П. Быков, В.И. Татарский «Теория возмущений для резольвенты применительно к задачам теории излучения» УФН 161 (2) 125–160 (1991)
  8. Е.Д. Трифонов «По поводу квантовых статистик для ансамблей с конечным числом частиц» УФН 181 747–751 (2011)
  9. В.Г. Багров, Д.М. Гитман, А.С. Перейра «Когерентные и полуклассические состояния свободной частицы» УФН 184 961–966 (2014)
  10. В.Л. Горшенин, Б.Н. Нугманов, Ф.Я. Халили «О полосах "кота Шрёдингера"» УФН 194 994–998 (2024)
  11. У.Е. Лэмб «Измерения в квантовомеханических системах и интерпретация нерелятивистской квантовой механики» УФН 99 719–729 (1969)
  12. С.И. Сыроватский «К вопросу о "запаздывании" релятивистского сокращения движущихся тел» УФН 118 545–547 (1976)
  13. Я.Б. Зельдович, Л.П. Грищук «Тяготение, общая теория относительности и альтернативные теории» УФН 149 695–707 (1986)
  14. В.П. Быков «Основные особенности сжатого света» УФН 161 (10) 145–173 (1991)
  15. Г.Д. Флейшман «Переходное излучение релятивистской частицы, движущейся по кривой» УФН 161 (1) 165–185 (1991)
  16. А.В. Белинский «Теорема Белла без предположения о локальности» УФН 164 231–234 (1994)
  17. В.А. Бордовицын, И.М. Тернов, В.Г. Багров «Спиновый свет» УФН 165 1083–1094 (1995)
  18. Н.В. Евдокимов, Д.Н. Клышко и др. «Неравенства Белла и корреляции ЭПР–Бома: действующая классическая радиочастотная модель» УФН 166 91–107 (1996)
  19. Г. Оппен «Объекты и окружение» УФН 166 661–667 (1996)
  20. А.В. Белинский «Теорема Белла для трихотомных наблюдаемых» УФН 167 323–335 (1997)

Список формируется автоматически.

© Успехи физических наук, 1918–2026
Электронная почта: ufn@ufn.ru Телефоны и адреса редакции О журнале Пользовательское соглашение