양자 역학은 고전적으로 불가능한 특정 암호화 작업을 가능하게하여 두 명 이상의 플레이어 사이에 무조건 안전하게 안전한 비트를 배포하고 비밀을 안전하게 분리하고 분배 할 수 있도록합니다. 양자 역학이 암호화에 힘을 실어주는 이유는 다수의 No-Go 결과에 구현됩니다. 알 수없는 양자 상태를 복제 할 수 없다는 사실; 하나의 관찰 가능한 측정은 다른 것을 방해 할 수 있습니다.
그러나 양자 타당성이 과거에 체크 무늬가있는 한 가지 작업은 비트 헌신 (BC)입니다. 여기에는 두 명의 불신 한 선수 (보통“Alice”및“Bob”)가 포함되며, 앨리스는 몇 차례의 정보 교환이 끝날 때 헌신적 인 증거로 양자 시스템을 제출함으로써 약간 (0 또는 1)를 소지합니다. 결국, 그녀는 비트를 공개합니다. 보안 요구 사항은 밥이 커밋 비트가 숨겨져있는 동안에도 증거가 앨리스를 구속해야한다는 것입니다. BC는 원격 코인 던지기, 안전한 다당 계산 및 제로 지식 증명과 같은 다른 암호화 작업이 그 위에 구축 될 수 있기 때문에 중요합니다. 계산 가정, 신뢰할 수있는 제 3 자 또는 신호 전달에 대한 상대 론적 제약에 대한 의지를 제외하고 BC는 안전하다고 생각되지 않습니다.
양자 역학은 BC를 무조건적으로 안전하게 만들 수는 없지만 Alice 's와 Bob의 부정 행위 확률 사이의 특정 트레이드 오프 측면에서 이점을 부여 할 수 있다고 믿어집니다. Quantum BC에 대한 표준 증거 [2,3]는 E. Schrodinger [4]에 의해 처음 인식 된 양자 비 국소성의 유형 인 양자 조향에 대한 힌지입니다. 이것은 고전적인 물리학에없는 양자 특징에 결정적으로 달려있다. 수직 및 수평 편광 광자의 동일한 가중 혼합물이 오른쪽 원형 및 왼쪽 원속 편광 광자의 동일한 가중 혼합물과 물리적으로 구별 할 수 없다는 친숙한 예.
그것들이 다를 수는 없지만, 두 혼합물이 다른 것으로 확인할 수 있습니다. 일단 준비 정보가 공개되면. 원래 직관은 이것이 BC 제도의 기초가 될 것이라는 것이었고, Alice는 커밋 비트를 공개 할 때 증거의 일부로 준비 정보를 공급합니다. 위의 불명확성 속성 외에도 얽힘을 허용하는 이론의 가족 (양자 역학이 아님)에서 Alice는 얽힘을 사용하여 밥의 시스템을 하나 또는 다른 혼합물로 원격으로 조종 할 수 있습니다. 다시 말해서, 밥에 대한 숨은 조건은이 계획을 Alice에게 완전히 취약하게 만듭니다. 복잡한 인코딩 또는 커뮤니케이션의 복잡한 계층을 따라 잡은 QBC 체계에 추가 할 수 있지만 결국이 기본 아이디어는 이러한 유형의 체계가 불안해합니다.
그것이 서 있듯이, 위의 주장은 실제로 매우 강력하고 빡빡합니다. 그러나 Alice의 비트를 숨기고 공개하기위한 위의 프레임 워크가 가장 일반적인가? 일부 연구원들은 예약을 표명했습니다. 그들 중 일부는 결국 개종자가되었지만 다른 일부는 회의적으로 남아 있었다 [4]. 아마도 위의 프레임 워크를 넘어서려고 할 수있는 가장 간단한 생각은 Alice가 고전적인 증거를 제출하도록하는 것입니다. 사소한 것은 조종 할 수 없어 위의 조향 기반 공격에 영향을 미치지 않습니다. 그러나 물론 보안을 자동으로 보장하지는 않습니다. 우선, 그것은 무조건 안전하지 않은 것으로 알려진 고전적인 BC와 같습니다.
그러나, 고전적인 증거는 Alice가 Bob에 의해 준비된 상태에 대한 비 통합 양자 측정의 양자 정보 처리의 산물 일 수있다. 그러나 이것은 밥이 앨리스에게 제출 한 국가들을 편향 시키려고 할 가능성이 있습니다. 우리는 Alice가 처음에 미국을 준비 시켜서이 위험을 제거하고 Bob을 Alice에게 되돌려 놓기 전에 매우 양자 방식으로 무작위 화하도록하기를 희망 할 수 있습니다. 미묘하고 복잡한 고양이와 마우스 게임으로 인해 실제로 어떤 주가 전송되는지, 실제로 어떤 운영을 수행하는지에 따라 재생할 수 있기 때문에,이 확장 된 프레임 워크에서 보안이 결국 보안이 나타나는지는 분명하지 않습니다. QBC에 대한 그러한 이중 맹검 체계는 실제로 안전해질 수 있다는 것이 [5]에 제시된 주장이다.
이 결과는 [5]에 의해 양자 역학의 기초에서 기본 문제에 적용됩니다. Quantum State ψ가 물리적으로 의미하는 바에 대한 문제는 1 세기 전에 양자 이론이 탄생 한 이후로 논의되었으며 최근에는 다양한 저자들에 의해 면밀히 조사되었습니다 [6]. 대체로, 질문은 ψ가 실제 (ontic, 자연, 객관적인 상태)인지, 또는 전염병 (지식 상태, 주관적)인지에 관한 것입니다. [5]에서 p2라고 불리는 위의 QBC 프로토콜의 보안 (거기에 제안 된 3 개의 프로토콜 중 두 번째)이 [5]에 악용되어 양자 상태가 실제로 실제적이라고 주장합니다.
이 아이디어는 단순히 위의 프로토콜을 사용하여 그 자체로 불안한 다른 프로토콜과 약간 커밋하는 것입니다! 이에서 Alice는 위의 보안 프로토콜에서와 같이 고전적인 증거의 절반 (M1 호출)을 전달합니다. 나머지 절반 (M0 호출)의 경우 Bob이 배포 한 최대 큐 비트 얽힘은 Alice가 문자열 M0에 0 또는 1 비트를 가지고 있는지에 따라 동일한 큐브를 측정함으로써 Pauli X 또는 Z 기준으로 큐브를 원격으로 준비하기 위해 소비됩니다. 이 측정의 결과를 M2로 표시합니다. 그녀의 제출 된 헌신의 증거는 고전적이며 연결된 문자열 M1 + M2입니다.
이제 M1은 단순히 프로토콜 P2에 제출할 증거의 일부입니다. Bob은 제출 된 증거 문자열 M2를 큐바이트 상태와 함께 사용하여 String M0에 대한 정보를 추론 할 수 있습니다. 그렇게함으로써 그는 M0에 대한 부분 정보를 얻을 것입니다. 프로토콜 P2의 보안은 Bob의 결합 된 String M0 + M1에 대한 Bob의 전체 지식조차도 그녀의 약속에 대해 거의 아무것도 드러내지 않는다는 것을 암시하기 때문에 현재 체계 ([5]의 프로토콜 P3라고 함)를 취약하게 만들지는 않습니다. 다른 한편으로, 증거 문자열 M1 자체는 프로토콜 P2의 보안 덕분에 Alice를 결합시킨다 (우리는 M1이 독립형 프로토콜 P2에있는 한 적어도 길다고 가정 할 수있다). 따라서 프로토콜 P3은 적어도 P2만큼 안전합니다.
Alice가 Local Clock과 비교하여 Time Instant T에서 그녀의 헌신을하고 측정 레코드 M2를 생성 할 때, 그녀는 매우 명확한 의미로 Bob의 큐빗을 원격으로 준비한 것을 알고 있습니다. 즉, 그녀는 시간이 지나면 커밋 비트를 지원하기 위해 100% 보증으로 M2를 재현 할 수있는 인증서 (즉, 레코드 M0)가 있다는 것을 알고 있습니다.
이런 의미에서 밥의 상태는 시간 t 이전의 헌신과 관련하여 대칭이었고, t에서는이 대칭이 깨졌습니다. P2가 불안하다면,이 깨진 대칭은 크게 의미의 문제 일 것입니다. 그러나 보안을 감안할 때이 대칭 적 파괴는 Alice의 선택과 Bob의 상태에 상관 관계가있는 공간과 같은 영향을 의미합니다. 이 상관 관계를 기본으로하는 동적 메커니즘의 가능성은 배제되어야하기 때문에, 우리는 양자 상태 벡터 감소가 발생한다는 결론을 내렸다. 따라서 양자 상태 자체는 실제적이어야한다. 우리는 Bob이 일방적으로 그녀의 헌신을 감지 할 수는 없지만 확인 만 확인할 수 없기 때문에 초강대국 신호를받지 못한다고 강조합니다.
이러한 결과는 최근에 발표 된 Quantum Bit Commitment와 The Quantum State의 현실이라는 제목의 기사에 설명되어 있습니다. . 이 작업은 Poornaprajna Institute of Scientific Research의 R. Srikanth에 의해 수행되었습니다.
참조 :
- t. Lunghi, J. Kaniewski, F. Bussieres, R. Houlmann, M. Tomamichel, S. Wehner, H. Zbinden. 실질적인 상대 론적 비트 헌신. 물리 Lett. 115, 030502 (2015)
- Mayers, D. :무조건 보안 양자 비트 헌신은 불가능합니다. 물리 Lett. 78, 3414-3417 (1997); Lo, H.-K., Chau, H.F. :양자 비트 헌신이 실제로 가능합니까? 물리 Lett. 78, 3410-3413 (1997).
- e. Schrödinger,“분리 된 시스템 간의 확률 관계”; Proc. 케임브리지 철학. 사회 32, 446 (1936). 또한 H.M. Wiseman, S. J. Jones 및 A.C. Doherty,“스티어링, 얽힘, 비 지역성 및 아인슈타인-포도 스키-로스 아 역설”을 참조하십시오. 물리 Lett. 98, 140402 (2007).
- 광구 핑. 단일 광자 비 지역성을 사용한 단순화 된 양자 비트 약정. 양자. inf. 프로세스. 13, 2195 (2014)
- r. Srikanth. 양자 비트 헌신과 양자 상태의 현실. Found Phys (2018) 48 :92–109.
- Leifer, M.S. :Quantum State는 실제입니까? ψ- 요법 정리에 대한 확장 된 검토. Quanta 3, 67-155 (2014).
